Question

1．小明學(xué)過機(jī)械效率后，提出了一個問題：“斜面的傾斜程度與斜面的機(jī)械效率是否有關(guān)”？針對這個問題他做了在斜面上勻速拉動物塊的探究實(shí)驗(yàn)，如圖所示，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
下面小明的一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面的傾斜程度	物體重G/N	物體上升高度h/m	沿斜面拉力F/N	物體移動距離s/m	有用功W有/J	總功W總/J	機(jī)械效率
1	較緩	5.0	0.1	1.6	0.5	0.5	0.8	63%
2	較陡	5.0	0.15	2.2	0.5
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.5	1.25	1.55	80.6%

（1）通過對上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，你對斜面省力情況與斜面的傾斜程度的關(guān)系是：斜面越陡，越費(fèi)力．
（2）通過對上述是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，你對斜面機(jī)械效率問題可獲得的初步的結(jié)論是：斜面越陡機(jī)械效率越大．
（3）如第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為68.2%（保留一位小數(shù)）
（4）如下圖所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個．

 ①實(shí)驗(yàn)前，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時，應(yīng)把杠桿兩端的平均螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，保持水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)．這樣做的好處是便于測量力臂．
②杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個鉤碼，杠桿恰好在原位置平衡，于是小明就得出了杠桿的平衡條件為F₁L₁=F₂L₂．他這樣得出的結(jié)論是否合理，為什么？不合理，實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少不具有普遍性．

Answer 1

分析 （1）分析表中第二列與第五列，斜面越陡越費(fèi)力，斜面越緩越省力；
（2）分析表中第二列與第九列，斜面傾斜程度越大斜面機(jī)械效率越高；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；
（4）①杠桿左端下沉，說明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
②實(shí)驗(yàn)時，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．

解答 解：（1）從表中數(shù)據(jù)知：斜面傾斜程度越大，需要的拉力越大，即：斜面越陡越費(fèi)力；
（2）實(shí)驗(yàn)中在控制了物重、斜面與物體接觸面的粗糙程度等相同的情況下，斜面傾斜程度越大斜面機(jī)械效率越高；
（3）第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{5.0N×0.15m}{2.2N×0.5m}$×100%≈68.2%．
（4）①杠桿右端下沉，說明杠桿重心偏右，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實(shí)驗(yàn)的影響；力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來；
②杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂，小明的結(jié)論不合理，只通過一次測量，數(shù)據(jù)具有偶然性，不具備普遍性．
故答案為：（1）費(fèi)力；（2）斜面越陡機(jī)械效率越大；（3）68.2%；（4）①左；便于測量力臂；②F₁L₁=F₂L₂；不合理，實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少不具有普遍性．

點(diǎn)評 本題通過實(shí)驗(yàn)探究斜面的機(jī)械效率、省力與斜面傾斜程度的關(guān)系，其中考查了有用功、總功、機(jī)械效率的計算，對這幾個概念一定要做到真正理解，同時能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論．