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8.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?小華提出了以卜的猜想:
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/J總功W/J斜面的機械效率
 ① 30° 5.0 0.6 4.2 1.2 3.0 5.0 
 ② 30° 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8  60%
 ③ 45° 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71%
(1)在實驗操作過程中,應沿斜面向上勻速拉動木塊.
(2)根據表格中數據補充完整,斜面的機械效率是60%;W=3.0J. 
(3)通過對比實驗①、②數據,可驗證小華的猜想A(填寫字母)是不正確 (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:在其它條件相同時,斜面傾角越大,機械效率越高.

分析 (1)利用斜面提升重物,有用功是克服物體重力而做的功,額外功主要是克服摩擦力而做的功,物體加速運動,會使物體的動能增加,從而增加額外功,所以拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線上,且勻速拉動物體;
(2)機械效率等于有用功和總功的比值,即η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$;總功等于沿斜面拉力和斜面長度的乘積,即W=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.

解答 解:
(1)為了便于測量拉力和盡量減小不必要的額外功,應保持木塊沿斜面向上拉動木塊,使其做勻速直線運動;
(2)第①次實驗斜面的機械效率:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{3.0J}{5.0J}$×100%=60%;
第二次實驗中總功:W=Fs=2.5N×1.2m=3.0J;
(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)60%;3.0;(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.

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

練習冊系列答案
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B.電壓表示數變小,電壓表與電流表示數之比不變
C.電壓表示數變大,電壓表與電流表示數乘積變小
D.電壓表示數變小,電壓表與電流表示數乘積變大

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