Question

5．小剛小組探究斜面的機(jī)械效率與斜面的哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)．

（1）他們將一塊長(zhǎng)木板的一端墊高，構(gòu)成長(zhǎng)度一定、高度可調(diào)的斜面，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著同一木塊沿不同的斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，如圖所示．下表是他們實(shí)驗(yàn)記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	斜面 傾角	斜面 材料	物重 G/N	斜面高 度h/m	沿斜面 拉力F/N	斜面長(zhǎng) s/m	有用功 W有/J	總功 W總/J	機(jī)械效率η
1	30°	玻璃	7	0.5	4.9	1	3.5	4.9	71.4%
2	30°	木板	7	0.5	6.0	1	3.5
3	30°	毛巾	7	0.5	6.5	1	3.5	6.5	53.8%
4	20°	木板	7	0.34	4.9	1	2.38	4.9	48.6%
5	15°	毛巾	7	0.26	5.1	1	1.82	5.1	35.7%

（2）在第1、2、3次實(shí)驗(yàn)中，選用玻璃、木板、毛巾作為斜面表面的材料，是為了改變斜面的粗糙程度．
（3）在第2次實(shí)驗(yàn)中，拉力做的總功是6J，斜面的機(jī)械效率是58.3%．
（4）分析第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出：當(dāng)其他條件一定時(shí)，斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低．
（5）若通過(guò)分析第1、4、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出斜面傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越大．你認(rèn)為存在的問(wèn)題是：沒(méi)有控制斜面粗糙程度相同．
（6）實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，斜面材料相同時(shí)，斜面傾角越小，越省力（選填“省力”或“費(fèi)力”）．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（2）選用玻璃、木板、毛巾作為斜面表面的材料，接觸面的粗糙程度不同；
（3）根據(jù)表中第2次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用功的計(jì)算公式求出總功，然后由效率公式求出斜面的效率；
（4）分析表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)為1、2、3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（5）要研究斜面傾斜程度與斜面的機(jī)械效率的關(guān)系，必須保證其它條件一樣；
（6）根據(jù)光滑程度相同，傾斜程度不同時(shí)，所用拉力大小比較．

解答 解：
（1）為了方便讀數(shù)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（2）不同材料的粗糙程度不同，使用玻璃、木板、毛巾作為斜面表面的材料，是為了改變斜面的粗糙程度；
（3）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在第2次實(shí)驗(yàn)中，W_總=Fs=6N×1m=6J，斜面的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{3.5J}{6J}$×100%≈58.3%；
（4）由表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)為1、2、3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知：在斜面傾斜程度和物重不變的條件下，斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低；
（5）由表中1、4、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，斜面的粗糙程度不同，由于沒(méi)有控制斜面的粗糙程度相同，得出的結(jié)論“斜面傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高”是錯(cuò)誤的；
（6）由表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)為2、4或3、5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，斜面表面的材料相同時(shí)，斜面傾角越小，越省力．
故答案為：（1）彈簧測(cè)力計(jì)；向上；（2）改變斜面的粗糙程度；（3）6；58.3%；（4）斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低；（5）沒(méi)有控制斜面粗糙程度相同；（6）省力．

點(diǎn)評(píng) 本題為斜面機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，考查了測(cè)量的方法、機(jī)械效率的計(jì)算、影響機(jī)械效率大小的因素，利用好控制變量法分析是本題的關(guān)鍵．