Question

16．“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和粗糙程度的關系”實驗中，所用的實驗器材有：支架，帶有滑輪的長木板（滑輪與木板之間的距離是可調的），帶掛鉤的木塊，彈簧測力計，棉布，毛巾，刻度尺，細線．實驗裝置如圖所示．
（1）用帶有滑輪的長木板做實驗有什么好處？拉物體時，能使木塊所受拉力的方向與木板的方向平行
（2）拉物體時，能使木塊所受拉力的方向與木板的方向平行測拉力時，要在木塊勻速運動時讀數．
（3）測得的實驗數據如表．
①第4次實驗測得的機械效率η₄=50%
②第3、4、5三次實驗，是探究斜面的機械效率與斜面粗糙程度的關系．
③根據第1、2、3三次實驗的信息，可得出的結論是：斜面粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高．

實驗次數	斜面傾斜程度	接觸面	木塊重G/N	斜面高度h/m	拉力F/N	斜面長s/m	機械效率η
1	最陡	木板與木板	5.0	0.20	4.5	0.30	74.1&
2	較陡	木板與木板	5.0	0.20	3.8	0.40	65.8%
3	較緩	木板與木板	5.0	0.20	3.4	0.50	58.9%
4	較緩	木板與棉布	5.0	0.20	4.0	0.50
5	較緩	木板與毛巾	5.0	0.20	4.8	0.50	41.7%

Answer 1

分析 （1）（2）用彈簧測力計測拉力時，要其做勻速直線運動，這樣的示數才準確，因此，滑輪也為這一實驗要求發揮了作用；
（3）①計算機械效率時要明確各量的關系，代入公式進行計算；
②③分析實驗數據時，要明確變量與不變量是什么，再分析變量間的數量關系．

解答 解：
（1）利用滑輪改變了一下繩子的方向，使木塊所受拉力的方向與木板的方向始終平行，使示數更加準確穩定，讀數時也更方便；
（2）只有木塊做勻速運動時，彈簧測力計的示數與拉力大小相等，彈簧測力計的示數才更準確；
（3）①第4次實驗的機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{5N×0.2m}{4N×0.5m}$×100%=50%；
②比較第3、4、5三次實驗可以看出，這是在斜面傾斜程度不變的情況下進行的研究，因此，研究的是機械效率與斜面粗糙程度的關系；
③比較第1、2、3三次實驗可以看出，這是在斜面粗糙程度不變的情況下進行的研究，因此，可得出的結論是：斜面粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高．
故答案為：（1）拉物體時，能使木塊所受拉力的方向與木板的方向平行；（2）勻速運動；（3）①50%；②斜面粗糙程度；③斜面粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高．

點評 在探究“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和粗糙程度的關系”實驗中，要明確每次探究的目的，根據控制變量法的要求，控制其中一個量不變，再探究斜面機械效率與另一個變量的關系．當然，為了使彈簧測力計的讀數更加準確穩定，采取一定的措施還是很必要的．