Question

18．有關(guān)機械效率的實驗
（1）在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某同學用如圖1所示的同一滑輪組分別做了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下，在表中空格處填下適當?shù)臄?shù)據(jù)并補充完整實驗結(jié)論（機械效率用百分數(shù)表示，保留一位小數(shù)）

實驗次數(shù)	鉤碼重/N	鉤碼上升的距離/cm	彈簧測力計的讀數(shù)/N	彈簧測力計上升的距離/cm	機械效率
1	2	5	1	15	66.6%
2	4	2	1.6		83.3%
3	6	10		30

從實驗數(shù)據(jù)分析得出：使用同一滑輪組，被提升的鉤碼越重滑輪組的機械效率越高．
（2）如圖2，某實驗小組的同學們在探究“斜面的機械效率”實驗時，用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉動物塊，收集了如表中的實驗數(shù)據(jù)．

實驗次數(shù)	斜面的傾斜程度	物重G/N	斜面高h/m	拉力F/N	斜面長度S/m	機械效率η
1	較緩	5	0.2	2.4	1	41.7%
2	較陡	5	0.5	3.2	1	78.1%
3	最陡	5	0.7	4.3	1	81.4%

（a）分析表中的數(shù)據(jù)可得出：在其它條件一定時，斜面越緩越省力（選填“省”或“費”）；斜面越陡，機械效率越高．（選填“高”或“低”）．
（b）該小組又進行了第4次實驗，使斜面變粗糙，保持斜面高和長分別是0.5m和1m，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)為4.5N，把第4次與第2次測量結(jié)果相比較，還能得出：在其它條件一定時，斜面越粗糙，斜面的機械效率越低．

Answer 1

分析 （1）掌握繩端移動距離s與物體上升高度之間的關(guān)系s=nh，根據(jù)1或2判斷出承擔物重的繩子段數(shù)，得出3中測力計移動的距離；掌握機械效率的概念及公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%，并能夠?qū)ζ溥M行變形；影響滑輪組機械效率的兩個主要因素：被提升的物體重力及動滑輪重，機械效率與物體被提升的高度無關(guān)．
（2）（a）分析表格數(shù)據(jù)時，顯然拉力和機械效率的變化是因斜面的傾斜程度的改變而引起的．斜面的省力情況通過彈簧測力計測力計的示數(shù)體現(xiàn)，彈簧測力計的示數(shù)越小越省力；斜面的機械效率的大小從表中可以直接看出來；
（b）斜面的有用功是克服物塊重力做的功，知道物塊的重力和物塊上升的高度，可利用公式W_有用=Gh進行計算；總功是拉力做的功，知道拉力的大小和斜面的長，可利；用公式W_總=FS進行計算；最后根據(jù)機械效率的計算公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計算出斜面的機械效率．

解答 解：（1）測力計的示數(shù)為2.2N；所以滑輪組由3段繩子承擔物重，s=3h=3×2cm=6cm；
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.1m}{2.2N×0.3m}$×100%≈90.9%；
由數(shù)據(jù)知，使用同一滑輪組，被提升的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越高．
（2）（a）由記錄的數(shù)據(jù)可以看出斜面的傾斜程度越緩時，沿斜面的拉力F越小，則斜面越省力；由記錄的數(shù)據(jù)可以看出斜面傾斜程度越陡時，斜面的機械效率越高．
（b）因為G=5N，h=0.5m，所以克服物塊重力做的有用功為：W_有用=Gh=5N×0.5m=2.5J，又F=4N，s=1m，
拉力做的總功為：W_總=Fs=4N×1m=4J，則斜面的機械效率為：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{2.5J}{4J}$×100%=62.5%．
要探究機械效率與斜面粗糙程度關(guān)系，必須保證斜面傾斜程度和長度相同的情況下（即高度相同，斜面長度相同），
第4次和第2次斜面的長度和高度相同，從數(shù)值上可以看出斜面越粗糙機械效率越�。�
故答案為：（1）2.2；6；90.9%；被提升的鉤碼越重；（2）（a）��；高．（b）2，低．

點評 本題考查斜面的機械效率，要會分析實驗數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，關(guān)鍵是找準需要分析的項目．影響斜面機械效率的因素有物塊重力、斜面傾斜程度和斜面粗糙程度，注意控制變量法，在研究機械效率和某一因素關(guān)系時，要說明其他兩個因素保持一定．