Question

小明為了測斜面的機械效率，設計和組裝了如圖所示的實驗裝置．
（1）實驗時，他需要測量的物理量有

斜面長L、高h、物重G和拉力F

，最后由表達式

η=

Gh

Fs

×100%．

計算斜面的效率．
（2）小明在實驗時想到，斜面的傾斜程度決定著省力的多少，那么斜面的機械效率與它的傾斜程度有什么關系呢？你的猜想是

傾斜程度越大，機械效率越高（或低）

．
（3）如果要驗證這一猜想是否正確，該怎樣進行實驗呢？請你簡要做出說明

改變斜面與水平面的夾角，分別在不同角度下測出機械效率，再比較機械效率的大小，得出結論

．

Answer 1

分析：（1）用刻度尺測出斜面高h和斜面長s，用彈簧測力計測量物體重G，沿斜面勻速拉動物體，用彈簧測力計測出拉力大小F，克服重力做功為有用功，利用W=Gh計算，沿斜面拉力做功為總功，利用W=Fs計算，再利用效率公式計算斜面的機械效率．
（2）根據斜面的傾斜程度決定著省力的多少，對斜面的機械效率與它的傾斜程度的關系進行猜想．
（3）除了改變斜面的傾斜程度以外，要控制斜面和物體不變．

解答：解：（1）利用斜面做功時，克服重力做功為有用功，利用W_有=Gh計算，沿斜面拉力做功為總功，利用W_總=Fs計算，所以需要測量的物理量有：物體的重力G，沿斜面向上勻速拉動物體的拉力F；斜面的長度L，斜面的高度h，最后由表達式η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

×100%．
故答案為：斜面長L、高h、物重G和拉力F；η=

Gh

Fs

×100%．
（2）斜面的機械效率與它的傾斜程度有什么關系進行猜想：傾斜程度越大，機械效率越高（或低）．
（3）實驗方法：改變斜面與水平面的夾角，分別在不同角度下測出機械效率，再比較機械效率的大小，得出結論．

點評：此題考查了測斜面機械效率的猜想和設計實驗；斜面是省力的機械，能夠分清哪是有用功，哪是總功是解題的關鍵，有用功等于物體重力和斜面高度的乘積W_有=Gh，總功等于拉力和斜面長度的乘積W_總=FS．