Question

10．在影響機械效率的許多因素中，摩擦是一個重要因素，小麗將“探究摩擦力大小與什么因素有關”的實驗與“探究斜面的機械效率”的實驗相結合，進一步探究斜面機械效率與斜面粗糙程度的關系，實驗裝置如圖所示．
（1）請將下列實驗步驟中的空白補充完整．
實驗步驟：
①用彈簧測力計測出木塊的重力．
②用彈簧測力計勻速直線拉動木塊沿斜面向上運動，讀出彈簧測力計示數．
③用刻度尺分別測出木塊沿斜面移動的距離s及上升的高度h．
④記錄實驗數據并填入表中．
⑤保持斜面的傾斜程度一定，將棉布鋪在木板上，重復上述步驟．

斜面表面狀況	木塊重力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	機械效率η（%）
木板	2.1	0.4	1.6	0.8	0.84	1.28	65.6
棉布	2.1	0.4	2	0.8	0.84	1.6	52.5

（2）該實驗中采用了控制變量的研究方法．
（3）計算斜面表面為棉布是的機械效率52.5%．
（4）分析實驗數據可以得出實驗結論：在斜面傾斜程度相同時，斜面越粗糙，機械效率越低．

Answer 1

分析 （1）①彈簧測力計在測探究斜面的機械效率中的作用有：測物體的重力和測斜面拉力的大小；
②實驗過程應用彈簧測力計勻速直線拉動木塊沿斜面向上運動；
③實驗中需要用刻度尺測量木塊沿斜面移動的距離s及上升的高度h；
⑤利用控制變量法分析對斜面坡度的要求；
（2）斜面的機械效率與斜面的粗糙程度和斜面的傾斜程度有關，探究斜面機械效率與斜面的粗糙程度有關時應控制斜面的傾角不變；
（3）由表格可知有用功和總功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出斜面表面為棉布時的機械效率；
（4）根據控制變量法分析表中的第一列和最后一列即可得出答案．

解答 解：
（1）實驗步驟：
①用彈簧測力計測出木塊的重力G；
②用彈簧測力計勻速拉動木塊沿斜面向上運動，讀出彈簧測力計示數；
③用刻度尺分別測出木塊沿斜面移動的距離s及上升的高度h；
⑤斜面的機械效率與斜面的粗糙程度和斜面的傾角有關，在改變斜面的粗糙程度變化時，應保持斜面的傾角不變；
（2）該實驗中采用了控制變量的研究方法探究斜面機械效率與斜面粗糙程度的關系；
（3）斜面表面為棉布是的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.84J}{1.6J}$×100%=52.5%；
（4）分析表格中的第一列和最后一列可知，斜面的傾角一定時，斜面越粗糙，斜面的機械效率越低．
故答案為：（1）①重力；②勻速直線；④刻度尺；⑤傾斜程度；（2）52.5%；（3）控制變量；（4）在斜面傾斜程度相同時，斜面越粗糙，機械效率越低．

點評 本題考查斜面的機械效率的實驗，涉及到彈簧測力計的使用和斜面效率效率的計算，關鍵是會根據控制變量法設計實驗和分析實驗數據總結規律．