Question

13．小華想探究斜面的機(jī)械效率可能與哪些因素有關(guān)？小華首先提出了以下的猜想：
A．斜面的機(jī)械效率可能與物體的重力有關(guān)；
B．斜面的機(jī)械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)．
小華同學(xué)為了證實(shí)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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面傾角θ	物塊重力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	斜面的機(jī)械效率
①	37°	5.0	0.6	4.0	1.0	3.0	4.0	75%
②	37°	3.0	0.6	2.4	1.0	1.8	2.4	75%
③	53°	3.0	0.8	2.85	1.0	2.4	2.85	84.2%

（1）在實(shí)驗(yàn)操作過程中，應(yīng)沿斜面向上勻速拉動木塊；
（2）此實(shí)驗(yàn)主要用到的研究方法是控制變量法；
（3）通過對比實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證小華的猜想A（填寫字母）；
（4）通過對比實(shí)驗(yàn)②、③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是在其它條件一定時，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高．

Answer 1

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(yùn)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）在研究物理問題時，某一物理量往往受幾個不同物理量的影響，為了確定各個不同物理量之間的關(guān)系，就需要控制某些量，使其固定不變，改變某一個量，看所研究的物理量與該物理量之間的關(guān)系．這種研究問題的方法叫控制變量法；
（3）對比實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，控制的是斜面的傾角，改變的是物體的重力；
（4）對比實(shí)驗(yàn)②、③數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，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(yīng)保持木塊沿斜面向上拉動木塊，使其做勻速直線運(yùn)動；
（2）斜面的效率可能與物體重力、斜面傾斜程度及光滑程度有關(guān)系，要研究與其中一個物理量的關(guān)系時，需要保持其它物理量不變，只改變這一個物理量，采用的是控制變量法；
（3）對比實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)，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(jī)械效率與物體重力的關(guān)系，即驗(yàn)證的是猜想A；
（4）對比實(shí)驗(yàn)②、③數(shù)據(jù)，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(jié)論：在其它條件相同時，斜面傾角越大，機(jī)械效率越高．
故答案為：
（1）勻速；
（2）控制變量法；
（3）A；
（4）在其它條件一定時，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵：一是會根據(jù)力的平衡的知識解釋木塊勻速直線運(yùn)動的原因；二是控制變量法在探究斜面的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)中的靈活應(yīng)用．