Question

13．小亮看到工人利用斜面把貨物推到小車上，聯(lián)想到物理課上學(xué)到的知識，提出了以下兩個問題：
①斜面越緩越省力，是不是機(jī)械效率高呢？
②對于同一個滑輪組，提升的物體越重，機(jī)械效率越高；對于同一個斜面，是不是所推的物體越重，機(jī)械效率越高呢？
為了解決以上問題，小亮與幾個同學(xué)一起用如圖所示的裝置進(jìn)行了多次實驗探究，記錄的部分實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗次數(shù)	斜面傾角	物重G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長 s/m	有用功 W有/J	總功 W總/J	機(jī)械效率 η（%）
①	45°	1	0.7	0.9	1		0.9	77.8
②	30°	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7	71.4
③	30°	2	0.5	1.4	1	1	1.4

（1）表格中缺少2個數(shù)據(jù)，請補充完整（保留一位小數(shù)）．
（2）在實驗操作過程中，應(yīng)沿斜面向上勻速拉動木塊；實驗時要使木板的傾斜角變大，應(yīng)該把木板下面的木塊向左移動（選填“左”或“右”）．
（3）通過對比實驗①②的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是斜面越緩越省力（選填“省力”或“費力”），機(jī)械效率越低．
（4）通過對比實驗②③（選填實驗序號）的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是對于同一斜面，機(jī)械效率與所拉物體的重力無關(guān)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W=Gh求出第一組數(shù)據(jù)中的有用功；根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出第三組數(shù)據(jù)中斜面的機(jī)械效率；
（2）物體做勻速直線運動時，受到的力才是平衡力；斜面的傾角指的是木板與水平面的夾角，斜面傾角變大，就是木板與水平面的夾角變大；
（3）比較①②兩組數(shù)據(jù)得出斜面傾角與拉力、機(jī)械效率之間的關(guān)系；
（4）要得出斜面機(jī)械效率與所拉物體重力之間的關(guān)系應(yīng)控制其它條件不變改變物重，然后分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論．

解答 解：（1）第一組數(shù)據(jù)中的有用功：
W_有1=G₁h₁=1N×0.7m=0.7J．
第三組數(shù)據(jù)中斜面的機(jī)械效率：
η₃=$\frac{{W}_{有3}}{{W}_{總3}}$×100%=$\frac{1J}{1.4J}$×100%≈71.4%．
（2）只有物體做勻速直線運動時，物體受到的力才平衡，彈簧測力計的示數(shù)才穩(wěn)定，便于讀數(shù)．
斜面的傾斜角靠長木板下面的木塊左右移動來改變，木塊向左移動傾斜角變大，木塊向右移動傾斜角變�。�
（3）由①②兩組數(shù)據(jù)可知，斜面傾斜角不同，所用拉力不同，其機(jī)械效率也不同，由這兩組數(shù)據(jù)可知：當(dāng)其它條件一定時，斜面越緩越省力，機(jī)械效率越低．
（4）要得出斜面機(jī)械效率與所拉物體重力之間的關(guān)系應(yīng)控制其它條件不變而改變物重，表格中②③兩組數(shù)據(jù)符合．
由②③兩組數(shù)據(jù)可知，其它條件相同時，改變物體的重力，斜面的機(jī)械效率不變，故可得結(jié)論：對于同一斜面，機(jī)械效率與所拉物體的重力無關(guān)．
故答案為：（1）0.7；71.4；
（2）勻速；左；
（3）省力；低；
（4）②③；無關(guān)．

點評 本題考查了功和機(jī)械效率的計算以及實驗的注意事項等，解決本題的關(guān)鍵：一是會根據(jù)二力平衡的知識解釋木塊勻速直線運動的原因；二是控制變量法在探究斜面的機(jī)械效率實驗中的靈活應(yīng)用．