Question

在碼頭上，小華看到工人利用斜面把貨物推到車上，聯想到上物理課時老師講過的知識，小華想探究斜面的機械效率可能與哪些因素有關？小華提出了以下的猜想：
A．斜面的機械效率可能與物體的重力有關．
B．斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關．
小華同學為了證實自己的猜想是否正確，于是他
用同一塊木板組成如圖所示的裝置進行了實驗探究，記錄的實驗數據如下表：

實驗 次數	斜面傾角θ	物塊重量 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	斜面的機械效率
1	300	5.0	0.6	4.2	1.2	3.0	5.0
2	300	3.0	0.6	2.5	1.2	1.8		60%
3	450	3.0	0.8	2.8	1.2	2.4	3.4	71%

（1）在實驗操作過程中，應沿斜面向上________拉動木塊．
（2）根據表格中數據補充完整．
（3）通過對比實驗①、②數據，可驗證小華的猜想________（填寫字母）是________（填“正確”或“不正確”）；通過對比實驗②、③兩組數據，可以得出的探究結論是：________．

Answer 1

解：（1）只有物體做勻速直線運動時，受到的摩擦力才等于彈簧測力計拉力的大小；
（2）第①次實驗斜面的機械效率：
η=×100%=×100%=60%；
第二次實驗中總功：
W_總=Fs=2.5N×1.2m=3.0J．

實驗 次數	斜面傾角θ	物塊重量 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	斜面的機械效率
1	300	5.0	0.6	4.2	1.2	3.0	5.0	60%
2	300	3.0	0.6	2.5	1.2	1.8	3.0	60%
3	450	3.0	0.8	2.8	1.2	2.4	3.4	71%

（3）對比實驗①、②數據，控制的是斜面的斜面傾角，改變的是物體的重力，因此是研究斜面機械效率與物體重力的關系，即驗證的是猜想A；兩次斜面的機械效率相同，說明斜面的機械效率與重力無關，即猜想A不正確．
對比實驗②、③數據，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角，且傾角越大效率越高，故可得結論：在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高．
故答案為：（1）勻速；（2）如上表所示；（3）A；不正確；在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高．
分析：（1）物體做勻速直線運動時，彈簧測力計的示數和拉力的大小相等；
（2）機械效率等于有用功和總功的比值，即η=；總功等于沿斜面拉力和斜面長度的乘積，即W_總=Fs．
（3）對比實驗①、②數據發現，控制的是斜面的傾角，改變的是物體的重力；對比實驗②、③數據發現，控制的是物體的重力，改變的是斜面的傾角．
點評：解決本題的關鍵：一是會根據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械效率實驗中的靈活應用．