Question

小华同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示，他首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：

斜面倾斜角θ	小车重G/N	斜面高h/m	斜面长s/m	拉力F/N	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η
12°	5	0.2	1	2.1		2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5		69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3

（1）请你替小华在上表中的空格处填上适当的数据．
（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾角θ越

小

，斜面越省力，斜面的机械效率越

低

．
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面

平行

．
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持

斜面倾角

不变，斜面的光滑程不变，只改变

小车重力

，这种研究问题的方法我们称之为

控制变量

法．

Answer 1

分析：（1）应用功的计算公式与效率公式可以求出功与效率．
（2）分析表中实验数据，根据实验数据得出结论．
（3）实验过程中，拉力应与斜面平行，匀速向上拉动小车．
（4）实验应采用控制变量法，探究斜面机械效率与物重的关系，应控制斜面倾角、斜面光滑程度不变而改变物重大小进行实验．

解答：解：（1）由表中实验数据可知，W_1有用=G₁h₁=5N×0.2m=1J，W_2总=F₂s₂=3.6N×1m=3.6J，η₃=

W3有用

W3总

=

3.5J

4.3J

≈81%；

斜面倾斜角θ	小车重G/N	斜面高h/m	斜面长s/m	拉力F/N	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率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%

（2）由表中实验数据可知，斜面倾角θ越小，斜面越省力，斜面的机械效率越低．
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面平行，向上匀速拉动小车．
（4）探究斜面的机械效率与物重的关系，要保持斜面倾角不变，斜面的光滑程不变，只改变小车重力，这种研究问题的方法我们称之为控制变量法．
故答案为：（1）实验数据如上表所示；（2）小；低；（3）平行；（4）斜面倾角；小车重力；控制变量．

点评：本题考查了实验数据分析，应用功的计算公式、效率公式，应用控制变量法分析实验数据，即可正确解题．