Question

Ⅰ、下圖是小明同學(xué)斜面機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置．

實(shí)驗(yàn)時(shí)他用彈簧測(cè)力計(jì)拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	斜面的 傾斜程度	物塊重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面長(zhǎng) s/m	機(jī)械效率
1	較緩	10	0.1	5.0	1
2	較陡	10	0.3	6.7	1	45%
3	最陡	10	0.5	8.4	1	60%

（1）小明探究的是斜面的機(jī)械效率跟

斜面的傾斜程度

的關(guān)系．在第1次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率為

20%

，物塊和斜面的內(nèi)能增加了約

4

J．
（2）分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面越陡，機(jī)械效率越

高

．若要探究斜面機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)保持

斜面的傾斜程度

不變．
Ⅱ、小華用20N的力把重為25N的物體沿著長(zhǎng)為20cm、高為10cm的斜面，從斜面底端拉到頂端．則斜面的機(jī)械效率為

62.5%

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）從表格中所列項(xiàng)目可以看出，該實(shí)驗(yàn)主要是為了探究斜面的機(jī)械效率跟斜面和傾斜程度的關(guān)系，機(jī)械效率可以通過(guò)公式η=

W有

W總

算出，總功是除去做有用功的那部分，剩下的都在克服摩擦中轉(zhuǎn)變成了物塊和斜面的內(nèi)能；
（2）機(jī)械效率與斜面傾斜程度的關(guān)系可以從表格中的數(shù)據(jù)分析得出．研究中我們用到了控制變量法，所以當(dāng)變換研究對(duì)象時(shí)，我們還要找好要控制的量；
Ⅱ?qū)τ谝粋�(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)得出的斜面的機(jī)械效率，我們同樣可以根據(jù)公式將其計(jì)算出來(lái)．

解答：解：Ⅰ（1）表格中三次實(shí)驗(yàn)斜面的長(zhǎng)都是1m，而斜面的高度在變化，說(shuō)明研究的是斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度的關(guān)系．第1次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率為η= 

W有

W總

=

Gh

FS

=

10N×0.1m

5.0N×1m

=

1J

5J

=20%，計(jì)算過(guò)程也說(shuō)明，在5J的總功中，只有1J是有用功，而另外4J則在克服摩擦的過(guò)程中由機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了物塊與斜面的內(nèi)能；
（2）從第1次實(shí)驗(yàn)到第3次實(shí)驗(yàn)，斜面越來(lái)越陡，但斜面的機(jī)械效率卻由20%升高到60%，變得越來(lái)越高．根據(jù)控制變量法，若要探究斜面機(jī)械效率跟斜面粗糙程度的關(guān)系，就應(yīng)保持斜面的傾斜程度不變；
Ⅱ?qū)⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)帶入公式就可以算出斜面的機(jī)械效率，這里還要注意一下長(zhǎng)度單位的統(tǒng)一．η=

W有

W總

=

Gh

FS

=

25N×0.1m

20N×0.2m

=

2.5J

4J

=62.5%．
故答案為：Ⅰ、（1）斜面的傾斜程度，20%，4；
（2）高，斜面的傾斜程度；
Ⅱ、62.5%．

點(diǎn)評(píng)：在探究斜面機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，我們同樣要用到控制變量法．同時(shí)，運(yùn)用公式對(duì)機(jī)械效率進(jìn)行計(jì)算是我們必須掌握的．另外值得注意的是，在任何伴隨摩擦的運(yùn)動(dòng)中，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為摩擦物體的內(nèi)能是一個(gè)非常普遍的現(xiàn)象．