Question

在朝天門碼頭，小華與小明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？
如圖是探究他們的猜想是否正確的實驗，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		60%
②	450	3.0	0.8	2.8	1.2	2.4	3.4	71%
③	300	3.0	0.6	2.5	1.2	1.8	3

小華猜想：斜面的機械效率可能與物體的重力有關．
（1）小明的猜想

斜面的機械效率可能與斜面傾角有關

．
（2）在實驗操作過程中，應沿斜面向上

勻速直線

拉動木塊；
（3）根據表格中數據，第①次實驗，斜面的總功為

5.0

 J（保留一位小數），第③次實驗中機械效率為

60

%．
（4）驗證小華的猜想是否正確應比較

①③

數據（填實驗序號），通過實驗驗證小華的猜想

錯誤

（填“正確”或“錯誤”）．
（5）通過對比實驗②、③數據，可以得出的探究結論是：

相同條件下，斜面傾角越大，機械效率越高

．
（6）此實驗主要用到的研究方法是

控制變量法

．

Answer 1

分析：（1）從數據分析：斜面的機械效率可能跟斜面傾角、物體的重力有關．
（2）進行實驗時，保持物體沿斜面勻速直線運動，拉力大小保持不變．
（3）知道拉力和斜面的長度，根據W=Fs求出總功．
知道有用功和總功，根據機械效率公式求出機械效率．
（4）猜想斜面的機械效率可能跟斜面傾角、物體的重力有關．探究斜面機械效率跟物體重力關系，控制斜面傾角不變．
（5）斜面機械效率跟斜面傾角有關，相同條件下，斜面傾角越大，斜面機械效率越高．
（6）一個物理量受多個因素影響時，探究物理量和其中一個因素的關系時，控制其它因素不變，這種方法是控制變量法．

解答：解：（1）由表格數據知，涉及到物體的重力、斜面的傾角、斜面的高度，斜面的長度是一定的，斜面的高度影響著斜面的傾角，兩者可以取其一，可以猜想斜面的機械效率可能跟斜面傾角、物體的重力有關．小華猜想斜面的機械效率可能與物體的重力有關，小明的猜想是斜面的機械效率可能與斜面傾角有關．
（2）實驗操作過程中，要保持物體沿斜面勻速直線運動，拉力大小才能保持不變，才能讀出拉力大小．
（3）W=Fs=4.2N×1.2m=5.0J．
機械的效率是：η=

W有

W總

=

1.8J

3J

=60%．
（4）小華猜想斜面的機械效率可能跟物體的重力有關，要控制斜面傾角不變，改變物體的重力．選擇實驗①③．當斜面傾角不變時，物體重力發生變化，斜面的機械效率保持60%不變．所以斜面機械效率跟物體重力無關，小華的猜想錯誤．
（5）實驗②③，物體的重力相同，斜面的傾角減小時，斜面的機械效率減小，所以在相同條件下，斜面傾角越大，斜面機械效率越高．
（6）猜想斜面的機械效率可能跟斜面傾角、物體的重力有關．探究斜面機械效率跟物體重力關系時，控制斜面傾角不變，探究斜面機械效率跟斜面傾角關系時，控制物體重力不變，這種方法是控制變量法．
故答案為：（1）斜面的機械效率可能與斜面傾角有關；（2）勻速直線；（3）5.0；60；（4）①③；錯誤；（5）相同條件下，斜面傾角越大，機械效率越高；（6）控制變量法．

點評：（1）能根據實驗目的設計實驗表格，相反能從實驗表格分析實驗目的．
（2）斜面的機械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的傾斜程度有關．在斜面粗糙程度一定時，斜面傾斜程度越大，斜面機械效率越高；在斜面傾斜程度一定時，斜面越光滑，斜面機械效率越高．