Question

18．有關(guān)機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)
（1）在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用如圖1所示的同一滑輪組分別做了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下，在表中空格處填下適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)并補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)結(jié)論（機(jī)械效率用百分?jǐn)?shù)表示，保留一位小數(shù)）

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼重/N	鉤碼上升的距離/cm	彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)/N	彈簧測(cè)力計(jì)上升的距離/cm	機(jī)械效率
1	2	5	1	15	66.6%
2	4	2	1.6		83.3%
3	6	10		30

從實(shí)驗(yàn)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(jī)械效率越高．
（2）如圖2，某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)谔骄俊靶泵娴臋C(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊，收集了如表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面的傾斜程度	物重G/N	斜面高h(yuǎn)/m	拉力F/N	斜面長(zhǎng)度S/m	機(jī)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(shí)，斜面越緩越省力（選填“省”或“費(fèi)”）；斜面越陡，機(jī)械效率越高．（選填“高”或“低”）．
（b）該小組又進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn)，使斜面變粗糙，保持斜面高和長(zhǎng)分別是0.5m和1m，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.5N，把第4次與第2次測(cè)量結(jié)果相比較，還能得出：在其它條件一定時(shí)，斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低．

Answer 1

分析 （1）掌握繩端移動(dòng)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(dān)物重的繩子段數(shù)，得出3中測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離；掌握機(jī)械效率的概念及公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行變形；影響滑輪組機(jī)械效率的兩個(gè)主要因素：被提升的物體重力及動(dòng)滑輪重，機(jī)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(shí)，顯然拉力和機(jī)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(cè)力計(jì)測(cè)力計(jì)的示數(shù)體現(xiàn)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小越省力；斜面的機(jī)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(jìn)行計(jì)算；總功是拉力做的功，知道拉力的大小和斜面的長(zhǎng)，可利；用公式W_總=FS進(jìn)行計(jì)算；最后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$計(jì)算出斜面的機(jī)械效率．

解答 解：（1）測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.2N；所以滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，s=3h=3×2cm=6cm；
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×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(jī)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(shí)，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(shí)，斜面的機(jī)械效率越高．
（b）因?yàn)镚=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(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{2.5J}{4J}$×100%=62.5%．
要探究機(jī)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(zhǎng)度相同的情況下（即高度相同，斜面長(zhǎng)度相同），
第4次和第2次斜面的長(zhǎng)度和高度相同，從數(shù)值上可以看出斜面越粗糙機(jī)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(diǎn)評(píng) 本題考查斜面的機(jī)械效率，要會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，關(guān)鍵是找準(zhǔn)需要分析的項(xiàng)目．影響斜面機(jī)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(jī)械效率和某一因素關(guān)系時(shí)，要說明其他兩個(gè)因素保持一定．