Question

16．大家知道，使用簡單機(jī)械可以省力．小明同學(xué)學(xué)習(xí)了“機(jī)械效率”的知識后，猜想：機(jī)械效率越高的機(jī)械一定越省力．于是他決定通過實(shí)驗(yàn)探究這個(gè)問題．經(jīng)過討論，小明和他的幾個(gè)同學(xué)商定利用將物體拉上斜面的過程來研究“效率高低與是否省力的關(guān)系”．為此，小明，找來了一個(gè)方礦泉水瓶，一塊平整的木板和一把尺子，并做了一個(gè)彈簧測力計(jì)，組成了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，經(jīng)過認(rèn)真仔細(xì)的實(shí)驗(yàn)，他得到了表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物重G（N）	升高的速度h/m	拉力F/N	移動距離S/m	有用功 W有用功	總功W總/J	機(jī)械效率/η
1	5	0.1	1.6	0.5	0.5	0.8	62.5%
2	5	0.2	2.7	0.5	1	1.35	74.1%
3	5	0.3	3.4	0.5	1.5	1.7	88.2%

（1）你認(rèn)為小明的猜想是否正確？應(yīng)該是怎樣的？小明猜想是錯(cuò)誤的．機(jī)械效率的高低與省力情況無關(guān)．
（2）分析表中數(shù)據(jù)，能得出什么結(jié)論？機(jī)械效率越高的機(jī)械，不是越省力．
（3）做完上述實(shí)驗(yàn)后，小麗又產(chǎn)生了一個(gè)猜想：如果減小斜面的摩擦，斜面的機(jī)械效率還可以提高，你認(rèn)為小明的猜想是否有道理？請簡述理由：有道理，因?yàn)闇p小了摩擦后，做的額外功就越少，機(jī)械效率就越高．
（4）要想通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小明的猜想，在前面小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)怎樣進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？保持斜面的傾斜程度和物重不變，改變斜面的粗糙程度，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）機(jī)械效率的高低與省力無關(guān)；
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，抓住數(shù)據(jù)中的相等量，采用控制變量的思想，得結(jié)論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．表中的拉力越大時(shí)，機(jī)械效率越高，可分析出越省力時(shí)效率越低；
（3）斜面的摩擦越大，做的額外功就越多，效率就越低；
（4）要研究機(jī)械效率與與粗糙程度的關(guān)系，要使用控制變量法，即保持傾斜程度和物重不變，只改變粗糙程度．

解答 解：（1）小明的猜想是錯(cuò)誤的，機(jī)械效率的高低與省力情況無關(guān)；
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)可看出，當(dāng)拉力越大時(shí)，斜面的機(jī)械效率越高；故可得出結(jié)論：機(jī)械效率越高時(shí)不是越省力．
（3）斜面的機(jī)械效率大小與額外功的多少有關(guān)；在有用功相同的前提下，額外功越少機(jī)械效率就越高；
（4）要研究小麗的猜想，要注意控制變量的思想，控制斜面的傾斜程度和物重不變，改變斜面的粗糙程度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就可．
故答案為：（1）小明猜想是錯(cuò)誤的．機(jī)械效率的高低與省力情況無關(guān)；
（2）得到了解決；結(jié)論是機(jī)械效率越高的機(jī)械，不是越省力；
（3）有道理，因?yàn)闇p小了摩擦后，做的額外功就越少，機(jī)械效率就越高；
（4）保持斜面的傾斜程度和物重不變，改變斜面的粗糙程度，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

點(diǎn)評 此題考查了研究斜面機(jī)械效率大小的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合題干及表格中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，運(yùn)用控制變量法可得到結(jié)論．