Question

如圖是探究斜面的機械效率跟什么因素有關的實驗裝置．
（1）實驗器材有木塊、鐵塊、墊塊、各處粗糙程度相同的長木板、彈簧測力計各一個，砝碼若干，為了完成實驗，還需要的測量工具是______．
（2）實驗時某同學在木塊或鐵塊上放置不同的砝碼，改變物塊的重力，用彈簧測力計拉著物塊沿斜面做勻速直線運動．實驗的部分數據如下表

實驗 次數	接觸面 粗糙程度	物重 G/N	斜面高 h/m	沿斜面拉 力F/N	斜面長 L/m	機械 效率
1	較粗糙（木塊-木板）	2.0	0.25	1.2	0.80	52%
2	同上	2.0	0.35	1.4	0.80	63%
3	同上	5.0	0.35	3.5	0.80	63%
4	較光滑（鐵塊-木板）	5.0	0.35	3.1	0.80

①該同學探究的是斜面的機械效率與______、______、______的關系．
②在第四次實驗中，拉力做的有用功為______J，斜面的機械效率為______．

Answer 1

解：（1）由表中數據可見需要測量的物理量有四個：物塊的重力、沿斜面的拉力、物塊上升的高度、物塊移動的距離，其中前兩個由彈簧測力計完成，后兩個由刻度尺來完成測量，因此還需要補充的器材是：刻度尺．
（2）①分析實驗1、2，接觸面的粗糙程度、物塊重相同，斜面的傾斜程度不同，機械效率不同，研究的是斜面的機械效率與斜面傾斜程度的關系（有關）；
分析實驗2、3，斜面的傾斜程度、接觸面的粗糙程度相同，物塊重不同，機械效率相同，研究的是斜面的機械效率與物塊重的關系（無關）；
分析實驗3、4，斜面的傾斜程度、物塊重相同，接觸面的粗糙程度不同，機械效率不同，研究的是斜面的機械效率與接觸面粗糙程度的關系；
由此可見斜面的機械效率與接觸面粗糙程度、物塊重斜面、傾斜程度的關系．
②在第四次實驗中，拉力做的有用功W_有=Gh=5N×0.35m=1.75J，斜面效率：
η=×100%=×100%=×100%≈71%．
故答案為：（1）刻度尺；（2）①接觸面粗糙程度；物重；斜面傾斜程度；②1.75；71%．
分析：（1）分析表中需要測量的物理量，從而知道需要的測量工具；
（2）①分析實驗1、2，接觸面的粗糙程度相同、物塊重相同，斜面的傾斜程度（斜面長相同、高度不同，斜面的傾斜程度不同）；分析實驗2、3，接觸面的粗糙程度、斜面的傾斜程度相同，物塊重不同；分析實驗3、4，物塊重、斜面的傾斜程度相同，斜面的傾斜程度不同；根據機械效率的大小分析判斷是否與三個因素有關；
②斜面的有用功等于物塊的重力和物塊上升高度的乘積，即W_有用=Gh；總功等于沿斜面的拉力和物塊移動距離的乘積，即W_總=FL，應用效率公式求出斜面機械效率．
點評：本題為斜面機械效率的測量實驗，考查了測量工具的選擇、機械效率的計算、影響機械效率大小的因素，利用好控制變量法分析是本題的關鍵．