Question

小紅學過“機械效率”后，提出一個假設：“機械的機械效率越高越省力．”為證明假設是否成立，小紅做了在寫嗎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：

試驗次數 記錄項目	第1次	第2次	第3次	第4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/J）	0.8	1.1	？	1.55
機械效率（η）	62.5%	68.2%	？	80.3%

（1）請你幫小紅計算3次實驗得到的數據W_有、W_總和η（寫出計算過程）．
（2）該實驗能驗證“機械的機械效率越高越省力”嗎？寫出你的看法．
（3）完成實驗后，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，簡述其理由．（簡單推理）

Answer 1

分析：（1）有用功、總功、機械效率，分別用公式W_有=Gh、W_總=FS、η=

W有

W總

×100%求出；
（2）分析表中第5、8兩行，可以發現機械效率與拉力的關系；
（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）W_有=Gh=5N×0.2m=1J；
W_總=FS=2.7N×0.5m=1.35J；
η=

W有

W總

×100%=

1J

1.35J

×100%≈74.1%．
故答案為：1；1.35；74.5%．
（2）答：分析表中5行和8行可知，斜面的機械效率越高，越費力；因此該實驗不能驗證機械的機械效率越高越省力．
（3）答：因為同高度斜面，減小摩擦，W_總減小，W_有不變，根據η=

W有

W總

，機械效率變大；所以小紅的猜想是正確的．

點評：本題考查影響斜面機械效率的因素，采用了控制變量法，并且還要設計實驗，難度大，綜合性強．