Question

某同學在“探究斜面機械效率”的實驗過程中，有以下猜想：
[猜想]
猜想一：斜面的機械效率可能與斜面的坡度有關
猜想二：斜面的機械效率可能與物體和斜面接觸
的粗糙程度有關
猜想三：斜面的機械效率可能與物體的重力有關
[實驗步驟]
（1）用測力計稱出物塊重為4N和鉤碼重為2N；
（2）將物塊放在斜面底端，用測力計拉動物塊，記下測力計示數(shù)F；
（3）用刻度尺測出物體移動距離S和上升高度h；
（4）在物塊上添加鉤碼，重復步驟2和步驟3，再做兩次，將數(shù)據(jù)記入表格．
記錄數(shù)據(jù)如下表所示：

	物重 G/N	拉力 F/N	物體移動距離s/cm	物體上升高度h/cm	有用功W有/J	總功W總/J	機械效率η100%
1	4	2.88	80	40	1.6	2.30	69.57
2	6	4.40	80	40	2.4	3.52	68.19
3	8	5.80	80	40

（1）填入表格中第三次實驗所缺的三個數(shù)據(jù)．
（2）實驗過程中，測力計拉物塊的方向應與斜面

平行

，并且為了讀數(shù)方便，測力計拉動物塊做

勻速

運動．
（3）上述實驗是用來驗證猜想

三

（選填“一”、“二”、“三”），通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，可得出結論：

在斜面的坡度和斜面的光滑程度不變時，斜面的機械效率和物體的重力無關

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用效率公式求出斜面的機械效率；
（2）克服摩擦力做功為額外功，摩擦力方向沿斜面向下，所以拉力方向也必須平行斜面，并且為了讀數(shù)方便應勻速測力計；
（3）分析表格中數(shù)據(jù)可知，實驗時只改變了物體的重力、而其它因素不變；在誤差范圍內，物體的重力不同時斜面的機械效率相等，據(jù)此進行解答．

解答：解：
（1）由第三次實驗可知：
W_有=Gh=8N×0.4m=3.2J，W_總=Fs=5.80N×0.8m=4.64J，斜面的機械效率η=

W有

W總

=

3.2J

4.64J

≈68.97%，表格如下：

	物重 G/N	拉力 F/N	物體移動距離s/cm	物體上升高度h/cm	有用功W有/J	總功W總/J	機械效率η100%
1	4	2.88	80	40	1.6	2.30	69.57
2	6	4.40	80	40	2.4	3.52	68.19
3	8	5.80	80	40	3.2	4.64	68.97

（2）實驗過程中，測力計拉物塊的方向應與斜面平行，并且為了讀數(shù)方便，測力計拉動物塊做勻速運動；
（3）分析表格數(shù)據(jù)可知，實驗時只改變了物體的重力、而其它因素不變，故本實驗可以驗證猜想三；
在誤差范圍內，物體的其它條件相同、重力不同時，斜面的機械效率相等，
故可得結論：斜面的機械效率與物體重力無關．
故答案為：
（1）如上表所示；
（2）平行；勻速；
（3）三；在斜面的坡度和斜面的光滑程度不變時，斜面的機械效率和物體的重力無關．

點評：本題考查了控制變量法在探究影響斜面機械效率因素實驗中的應用，關鍵是實驗數(shù)據(jù)的處理，即在誤差范圍內可以把三次實驗的機械效率看成相等．