Question

小紅同學用如圖所示的兩種機械做了探究“使用機械是否能省功”的實驗，得到下表中的數(shù)據(jù)．

次數(shù)	使用機械	鉤碼重/N	鉤碼上升的距離/m	彈簧測力計的示數(shù)/N	彈簧測力計作用點移動距離/m	W有用功/J	W總/J
1	動滑輪	1	0.10	0.6	0.20	0.10	0.12
2	動滑輪	2	0.20	1.1	0.40	1.40	0.44
3	杠桿	1	0.05	0.4	0.15		0.06
4	杠桿	2	0.10	0.7	0.30	0.20	0.21

（1）第3次實驗中使用杠桿提升鉤碼時所做的有用功是

0.05

J，機械效率是

83.3%

（保留一位小數(shù)）．
（2）總結(jié)4次實驗可初步得出的結(jié)論是

使用機械不能省功

．
（3）既然在使用機械時有如上的結(jié)論，為什么還要使用機械？請從表中的數(shù)據(jù)舉例加以說明．

使用機械可以達到省力的目的．如：第一次實驗中，使用動滑輪提升鉤碼，鉤碼重1N，而繩子自由端的拉力為0.6N

．
（4）分析實驗1、2的數(shù)據(jù)還可初步得出有關(guān)動滑輪機械效率的結(jié)論是：

使用動滑輪，提升的鉤碼越重，機械效率越高

．

Answer 1

分析：（1）第3次實驗中使用杠桿提升鉤碼時所做的有用功可用Gh計算，計算的有用功與總功的百分比就是機械效率；
（2）通過4次實驗計算出的有用功和總功的大小比較就可初步得出實驗的結(jié)論；
（3）可以根據(jù)表格數(shù)據(jù)說明，使用機械雖然不省功但可以省力；
（4）實驗1、2的數(shù)據(jù)還可以看出物體的重力大小能夠影響機械效率的高低．

解答：解：（1）W_有用=Gh=1N×0.05m=0.05J，
         η=

w有用

W總

=

0.05J

0.06J

=83.3%．
（2）通過4次實驗可以看出無論是使用滑輪還是使用杠桿，總功總是大于有用功，也就是說明不管使用什么機械都不會省功．
（3）在第一次實驗中鉤碼重1N，使用動滑輪后繩子自由端拉力為0.6N，由此可說明使用機械雖然不省功但可以省力．
（4）實驗1中：η₁=

W有用1

W總1

=

0.10J

0.12J

=83.3%，
 實驗2中：η₂=

W有用2

W總2

=

0.4J

0.44J

=90.9%，通過計算兩次實驗機械效率并對比兩次鉤碼的重，可以看出：使用動滑輪時，提升的鉤碼越重，機械效率越高．
故答案為：（1）0.05、83.3%；（2）使用任何機械都不能省功；
（3）使用機械可以達到省力的目的．如：第一次實驗中，使用動滑輪提升鉤碼，鉤碼重1N，而繩子自由端的拉力為0.6N；
（4）使用動滑輪，提升的鉤碼越重，機械效率越高．

點評：本題考查功的原理，使用任何機械都不能省功，要么省力，要么省距離．而且，使用機械之后，不僅不能省功，反倒要多做功，也就是多做一部分額外功，這就導致用了機械比不用機械時，機械效率更低．