Question

【題目】小紅學習了“機械效率”的知識以后，利用彈簧測力計、家中的案板和茶杯等器材做了以下實驗．

A．在杯中加入適量的水，把杯子放在塑料袋中，用彈簧測力計測得杯子和水的重力G；

B．用案板做斜面(如圖所示)，用彈簧測力計將杯子沿斜面勻速向上拉至斜面頂端；

C．分別測出拉力F、杯子移動的距離s和上升的高度h；

D．改變斜面的高度，做四次實驗，記錄實驗數據如下表所示．

(1)通過計算完成表中四個空格．

(2)觀察實驗數據，分別說明：在斜面上拖動水杯，是省力還是費力?省力或費力情況與斜面的傾斜程度有什么關系?斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有什么關系?

(3)完成上述實驗后，小紅猜想“斜面的粗糙程度可能對它的機械效率有影響”．

①你認為小紅的猜想是否有道理(簡述理由)?

②若要設計實驗證明小紅的猜想是否正確，在上述器材的基礎上還應補充什么器材?在實驗操作時應該注意哪些問題?請簡要說明驗證方法．

Answer 1

【答案】(1)0．5 0．8 0．625 0．74；(2)省力 斜面的傾斜程度越小越省力；斜面的傾斜程度越小，機械效率越小 (3)①有道理．因為，粗糙程度不同摩擦不同，摩擦的大小會影響所做的額外功．②可以增加棉布或毛巾；要注意：保持斜面的坡度一定、茶杯和水的質量一定(測出其重)；驗證方法：先在案板上拉水杯，記下測力計讀數、水杯沿斜面拉動的距離、上升的高度，然后在案板上鋪棉布或毛巾，再拉水杯，記下與上述相同的幾個物理量，分別計算效率進行比較．

【解析】(1)由表中實驗數據可知,①有用功：W有用1＝Gh1＝5N0.1m＝0.5J;總功：W總1＝F1s1＝1.6N0.5m＝0.8J;機械效率：η1＝100%＝100%＝62.5%；③機械效率：η3＝100%＝100%74%；(2)由表中實驗數據可知，測力計拉力小于物體的重力，由此可知，在斜面上拖動水杯省力；由表中實驗數據可知：斜面的傾斜程度越小越省力；斜面的傾斜程度越小，機械效率越小；(3) ①有道理．因為，粗糙程度不同摩擦不同，摩擦的大小會影響所做的額外功．②可以增加棉布或毛巾；要注意：保持斜面的坡度一定、茶杯和水的質量一定(測出其重)；驗證方法：先在案板上拉水杯，記下測力計讀數、水杯沿斜面拉動的距離、上升的高度，然后在案板上鋪棉布或毛巾，再拉水杯，記下與上述相同的幾個物理量，分別計算效率進行比較。