Question

18．小芳同學設計了一個高度可調節的斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系，如圖所示．她首先測出小車重，然后用彈簧測力計沿斜面拉動小車，調節斜面傾斜角θ的大小多次測量，得到如表所示的數據：

斜面 傾斜角θ	小車重G/N	斜面高 h/m	斜面長 S/m	拉力 F/N	有用功 W有/J	總功 W總/J	機械效率η
12°	5	0.2	1	2.1	1	2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5	3.6	69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3	81.4%

（1）實驗過程中拉力的方向應平行于斜面向上．
（2）請你在上表的空格中填上適當的數據．
（3）分析如表中的數據，可以得出的探究結論是：斜面傾斜角θ越小，斜面越省力，斜面的機械效率越低．
（4）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，則要保持粗糙程度、傾斜程度不變，只改變物體的重力．

Answer 1

分析 （1）利用斜面提升重物，額外功主要是克服摩擦力而做的功，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）根據實驗數據，利用W_有=Gh、W_總=Fs求出表格中的所缺的數據，完成表格；
（3）分析表格數據時，雖然拉力和機械效率的變化是因斜面的傾斜度的改變而引起的，但我們先比較省力時，傾斜度是如何變化，然后比較機械效率的變化；
（4）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，必須控制其它因素不變，只改變物體的重力．

解答 解：
（1）為了使拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一條直線上，所以應與斜面平行向上；
（2）W_有1=Gh₁=5N×0.2m=1J； W_總2=F₂s=3.6N×1m=3.6J；
（3）比較數據：θ₃＞θ₂＞θ₁時，則拉力F₃＞F₂＞F₁，機械效率η₃＞η₂＞η₁；
即：斜面傾斜度θ越小時，越省力，斜面機械效率越低；
（4）若想探究斜面的機械效率與物重的關系，則要保持粗糙程度和傾斜程度不變，只改變物體的重力進行試驗即可．
故答案為：（1）平行于斜面向上；（2）1；3.6；（3）�。坏停唬�4）粗糙程度；傾斜程度；物體的重力．

點評 本題考查通過斜面機械效率的實驗，考查了有用功、總功的計算，并會綜合分析應用等．