Question

9．在初中物理的学习中，我们曾用斜面做过多次探究实验，如图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”；如图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”；如图丙是“测定斜面的机械效率”．

（1）在甲、乙实验探究中，都有让小车从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是什么？
（2）在甲、乙实验探究中“阻力对物体运动的影响”和“小车动能的大小”分别是由什么来显示的？
（3）下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据，请你完成表中①②处的数据，分析表中数据，写出实验结论．

斜面倾斜程度	木块所受重力G/N	斜面高度h/m	沿斜面的拉力F/N	斜面长L/m	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η
较缓	5	0.2	2.1	1	1	2.1	48%
较陡	5	0.5	3.6	1	2.5	①	69%
最陡	5	0.7	4.3	1	3.5	4.3	②

Answer 1

分析 （1）实验中，为使小车到达水平面的速度相同，应让小车从斜面上同一高度由静止滑下；
（2）根据实验的目的，观察实验现象得出答案；
（3）利用W=Fs计算总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算机械效率．

解答 解：（1）让小车从斜面上同一高度滑下，这是为了使小车到达下面底端时的速度相同；
（2）甲实验探究阻力对物体运动的影响，小车从斜面上同一高度由静止滑下，接触面的粗糙程度不同，小车滑动的距离不同，因此，是通过小车滑动的距离来显示的；
图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”，应让小车从斜面上不同高度由静止滑下，观察木块被推动的距离大小，探究速度与动能的关系，因此，是通过木块被推动的距离来显示的；
（3）较陡时总功为：W_总=FL=3.6N×1m=3.6J；
最陡时机械效率为η=$\frac{{W}_{有}^{\;}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3.5J}{4.3J}$×100%≈81.4%；
分析表中机械效率与斜面倾斜程度的关系可知：斜面越陡，斜面的机械效率越高．
答：（1）这样操作的目的是使小车到达斜面底端时的速度相同；
（2）分别是由小车滑动的距离和木块被推动的距离来显示的；
（3）①3.6；②81.4%；斜面越陡，斜面的机械效率越高．

点评 此题将阻力对物体运动的影响实验、探究影响物体动能大小的因素实验和测定斜面的机械效率实验结合，很好的体现了三个实验间的联系和区别，考查了控制变量法和转化法的应用，注意实验结论的写法．