Question

小紅學過“機械效率”后，產生了一個疑問：“機械的機械效率越高是否越省力？”針對這個問題，小紅做了在斜面上勻速拉動物塊的探究實驗（如圖所示），并記錄實驗數據如下：

實驗次數 記錄項目	第一次	第二次	第三次	第四次
物塊重G/N	5	5	5	5
物塊上升高度h/m	0.1	0.15	0.2	0.25
有用功W有用/J	0.5	0.75	（ ）	1.25
沿斜面方向拉力F/N	1.6	2.2	2.7	3.1
物塊移動距離S/m	0.5	0.5	0.5	0.5
總功W總功/J	0.8	1.1	（ ）	1.55
機械效率η	63%	68%	（ ）	81%

（1）請你幫小紅計算表中3個空格，并將數據填入．
（2）分析實驗數據，你認為斜面機械效率越高是否越省力？______．（只需填“是”或“否”）
（3）完成上面實驗后，小紅又產生一個猜想：“如果減小斜面摩擦，可以提高斜面的機械效率嗎？”請你運用所學的知識，說明小紅的猜想是否正確（要簡述理由）______．

Answer 1

【答案】分析：（1）有用功、總功、機械效率，分別用公式W_有用=Gh、W_總=Fs、η=×100%求出；
（2）分析表中第5、8兩行，可以解決小紅的疑問，并且發現機械效率越高，拉力越大；
（3）克服摩擦力做的功為額外功，總功等于有用功與額外功的和，在有用功一定的情況下，減小額外功，可以提高機械效率．
解答：解：（1）有用功W_有用=Gh=5N×0.2m=1J，總功W_總=FS=2.7N×0.5m=1.35J，機械效率 η=×100%=×100%=74%；
（2）分析表中的拉力與機械效率，小紅的疑問得到了解決；得到的結論是：斜面的機械效率越高，越不省力；
（3）影響機械效率高低的主要有原因是額外功，使用斜面時，克服摩擦力做的功為額外功，在有用功一定的情況下，減小額外功，可以提高機械效率．
故答案為：（1）1、1.35、74%；
（2）否；
（3）正確的；使用斜面時，克服摩擦力做的功為額外功，在有用功一定的情況下，減小額外功（即減小了總功），提高了機械效率．
點評：（1）影響斜面機械效率的因素有：提升物體的重力、斜面的粗糙程度、斜面的傾斜程度，研究機械效率與其中某個因素的關系，采用控制變量法的思想；
（2）采用控制變量法研究的實驗，在歸納結論時，一定要看清相同因素和不同因素，一般是在（相同因素）相同時，物理量與（不同因素）有關．