Question

【題目】在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高機(jī)械效率有著重要的意義。提高機(jī)械效率，要從研究影響機(jī)械效率的因素出發(fā)，尋求辦法。

(1)為了探究影響機(jī)械效率的因素，小明選取了大小相同的滑輪，利用圖甲和圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并把數(shù)據(jù)整理記錄在下表中。

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	滑輪 材質(zhì)	鉤碼重 G/N	提升的高度 h/m	有用功 W有用/J	拉力 F/N	繩端移動(dòng)的距離 s/m	總功 W總/J	機(jī)械效率 η
1	鋁	1	0.1	0.1	0.6	0.3	0.18	56%
2	鋁	2	0.1	0.2	1.0	0.3	0.3	67%
3	鋁	2	0.2	0.4	1.0	0.6	0.6	67%
4	塑料	2	0.2	0.4	0.8	0.6	0.48	83%
5	塑料	2	0.2	0.4	2.1	0.2	0.42	95%

①比較1和2兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在所用滑輪組一定時(shí)，提升的鉤碼重力越大，機(jī)械效率越_____。

②比較3和4兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在提升物體一定時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率還與_____有關(guān)。

③比較2和3兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在所用滑輪組一定時(shí)，機(jī)械效率與提升鉤碼的高度_____。

④第5次實(shí)驗(yàn)室利用了圖乙的裝置完成的，判斷依據(jù)是_____。

⑤利用圖甲的裝置，把重20N的物體用8N的拉力勻速拉起，滑輪組的機(jī)械效率為_____（計(jì)算結(jié)果精確到0.1）�？梢�(jiàn)如果沒(méi)有刻度尺，只有測(cè)力計(jì)，也可以測(cè)量出滑輪組的機(jī)械效率。

(2)小明利用圖丙裝置實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：

①斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關(guān)，與物重?zé)o關(guān)。保持斜面傾斜程度不變，可以采用_____的方法減小摩擦，從而提高斜面的機(jī)械效率。

②物體的重力為10N，，用沿斜面向上的4N的拉力勻速拉到高處，斜面長(zhǎng)1.2m，高0.3m。則斜面的機(jī)械效率為_____，物體在斜面勻速運(yùn)動(dòng)到高處中受到的摩擦力大小為_____N。

(3)實(shí)驗(yàn)表明：額外功越小，總功越接近有用功；進(jìn)一步推理得出：假設(shè)沒(méi)有額外功，總功等于有用功；可見(jiàn)使用任何機(jī)械都不省功。下列物理規(guī)律的得出運(yùn)用了這種研究方法的是_____。

A、焦耳定律 B、牛頓第一定律 C、阿基米德原理 D、歐姆定律

Answer 1

【答案】高 動(dòng)滑輪的重力 無(wú)關(guān) 使用定滑輪時(shí)，既不省力也不費(fèi)距離 83.3% 減小接觸面的粗糙程度 62.5% 1.5N B

【解析】

(1)[1]比較1和2兩次實(shí)驗(yàn)，使用同一組滑輪組，第2次實(shí)驗(yàn)鉤碼的重力大，機(jī)械效率也更高。

[2]比較3和4兩次實(shí)驗(yàn)，提升的鉤碼重力一定時(shí)，使用塑料材質(zhì)的滑輪，機(jī)械效率更大，由此得出在提升物體一定時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率還與動(dòng)滑輪的重力有關(guān)。

[3]比較2和3兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在所用滑輪組一定時(shí)，鉤碼改變提升的高度，機(jī)械效率相等，由此得出在所用滑輪組一定時(shí)，機(jī)械效率與提升鉤碼的高度無(wú)關(guān)。

[4]第五次實(shí)驗(yàn)，鉤碼的重力約等于繩子的拉力，提升的高度等于繩端移動(dòng)的距離，既不省力也不費(fèi)距離，故使用的是圖乙中的定滑輪。

[5]繩子的股數(shù)n=3，把重20N的物體用8N的拉力勻速拉起，滑輪組的機(jī)械效率

(2)[6]斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關(guān)，與物重?zé)o關(guān)。保持斜面傾斜程度不變，可以采用減小接觸面的粗糙程度的方法減小摩擦，從而提高斜面的機(jī)械效率。

[7]斜面的機(jī)械效率

[8]額外力做功

物體在斜面勻速運(yùn)動(dòng)到高處中受到的摩擦力大小

(3)[9]實(shí)驗(yàn)表明：額外功越小，總功越接近有用功；進(jìn)一步推理得出：假設(shè)沒(méi)有額外功，總功等于有用功；可見(jiàn)使用任何機(jī)械都不省功,采用了理想化推理法。ACD可通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，B不能實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上推理得出的。