题目内容

小红学过“机械效率”的知识后，产生了一个疑问：“机械的机械效率越高是否越省力？”针对这个问题，小红向老师借来了一只弹簧测力计，利用家中的“案板（切菜用）”和茶杯做了如下的探究：
（1）把杯子放在塑料袋中，向杯子中加入适量的水，用弹簧测力计测得杯子和水的总重力为G；
（2）用“案板”做斜面，如图所示，把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接，拉动弹簧测力计，使水杯沿斜面匀速移动到斜面顶端；
（3）分别测出拉力F，杯子移动的距离s和杯子升高的高度h；
（4）改变斜面的高度，做4次实验，记录实验数据如下表：
次数
物理量 1 2 3 4
重力G/N 5 5 5 5
升高h/m 0.1 0.15 0.2 0.25
有用功W_有/J 0.75 1 1.25
拉力F/N 1.6 2.2 2.7 3.1
移动距离s/m 0.5 0.5 0.5 0.5
总功W_总/J 1.1 1.35 1.55
机械效率η 0.68 0.81
Ⅰ．请计算并将数据填入表格中的4个空格
Ⅱ．小红的疑问是否得到解决？分析实验数据，能得到什么结论？
Ⅲ．完成上面的实验后，小红又产生了一个猜想：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率．”那么：
1．请你用学过的知识说明小红的猜想是否正确（简述理由）
2．你设计一个实验，进一步证明你对小红的猜想所作出的判断．

解：
Ⅰ．W_有=Gh=5N×0.1m=0.5J
W_总=Fs=1.6N×0.5m=0.8J
η₁= $\text{[math]}$ ≈63%，
η₂= $\text{[math]}$ ≈74%；
Ⅱ．分析表中的拉力与机械效率，小红的疑问得到了解决；得到的结论是：斜面的机械效率越高，越不省力；
Ⅲ．（1）影响机械效率高低的主要有原因是额外功，使用斜面时，克服摩擦力做的功为额外功，在有用功一定的情况下，减小额外功，可以提高机械效率；
（2）采用控制变量法：控制斜面倾斜程度、物重、斜面高度、斜面长度相同，换用毛巾、棉布、玻璃等不同的接触面材料改变斜面粗糙程度，从而改变摩擦力，计算出机械效率进行比较．
故答案为：
Ⅰ．0.5；0.8；63%；74%；
Ⅱ小红的疑问得到了解决，物重相同，机械效率增大时，并不更省力
Ⅲ（1）正确，因为斜面对物体的摩擦力是导致额外功的原因
（2）用等高、等长的斜面，先后在木板斜面、棉布斜面、毛巾斜面上重复上面的实验并记录数据，即可验证小红的猜想．
分析：Ⅰ．克服重力做的功为有用功，拉力做的功为总功，机械效率等于有用功与总功的比值；
Ⅱ．分析表中第5、8两行，可以解决小红的疑问；并且发现机械效率越高，拉力越大；
Ⅲ．（1）克服摩擦力做的功为额外功，总功等于有用功与额外功的和，在有用功一定的情况下，减小额外功，可以提高机械效率；
（2）小红的猜想是“探究摩擦力对斜面机械效率的影响”，需要在控制斜面倾斜程度、物重、斜面高度、斜面长度相同的基础上，改变斜面的粗糙程度，从而改变摩擦力的大小，记录弹簧测力的示数，计算出机械效率，比较机械效率随摩擦力的变化情况．
点评：本题考查影响斜面机械效率的因素，采用了控制变量法，并且还要设计实验，难度大，综合性强．

练习册系列答案

相关题目

小红学过“机械效率”后，有一个疑问：“机械效率越高是否越省力？”针对个问题小红用一个弹簧测力计，利用家中“案板”和盛入一定水的小茶杯做了以下实验：
A，把杯子放在塑料袋中，在杯子中加入适量的水，用弹簧测力计测得杯子和水的重力G．
B，用“案板”作斜面，如上图所示，把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接，拉动弹簧测力计，把盛水的杯子匀速拉上斜面．
C，分别测出拉力F，杯子移动的距离s和升高的高度h．
D，改变斜面的高度，做4次实验，记录实验数据如下：

（1）计算并将数据填入表中4个空格．
（2）小红的疑问是否得出解决？分析实验数据，能得出什么结论？
（3）完成上面实验后，小红又产生一个猜想：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率．”请你先用所学知识，说明小红的猜想是否正确（简述理由）．
（4）请你设计一个实验，进一步证明你对小红猜想的判断．（简要说明在前面实验的基础上要做哪些新的实验操作）．

（2008?南通一模）小红学过“机械效率”的知识后，产生了一个疑问：“机械的机械效率越高是否越省力？”针对这个问题，小红向老师借来了一只弹簧测力计，利用家中的“案板（切菜用）”和茶杯做了如下的探究：
（1）把杯子放在塑料袋中，向杯子中加入适量的水，用弹簧测力计测得杯子和水的总重力为G；
（2）用“案板”做斜面，如图所示，把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接，拉动弹簧测力计，使水杯沿斜面匀速移动到斜面顶端；

（3）分别测出拉力F，杯子移动的距离s和杯子升高的高度h；
（4）改变斜面的高度，做4次实验，记录实验数据如下表：

次数物理量	1	2	3	4
重力G/N	5	5	5	5
升高h/m	0.1	0.15	0.2	0.25
有用功W_有/J		0.75	1	1.25
拉力F/N	1.6	2.2	2.7	3.1
移动距离s/m	0.5	0.5	0.5	0.5
总功W_总/J		1.1	1.35	1.55
机械效率η		0.68		0.81

Ⅰ．请计算并将数据填入表格中的4个空格
Ⅱ．小红的疑问是否得到解决？分析实验数据，能得到什么结论？
Ⅲ．完成上面的实验后，小红又产生了一个猜想：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率．”那么：
1．请你用学过的知识说明小红的猜想是否正确（简述理由）
2．你设计一个实验，进一步证明你对小红的猜想所作出的判断．

（2006?荔湾区二模）小红学过“机械效率”后，产生了两个猜想：
猜想①：“斜面的机械效率越高斜面就越省力”
猜想②：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率”
现提供给的器材有：a．一块长木板、b．一块一端带有小钩的长方体木块、c．棉布、d．毛巾、f．弹簧测力计、g．几个方木块．请你选取一些必要的器材验证其中一个猜想：
（1）你要验证的猜想是：

小红学过“机械效率”后，提出一个假设：“机械的机械效率越高越省力．”为证明假设是否成立，小红做了在写吗上匀速拉动物块的探究实验（如图所示），并记录实验数据如下：

试验次数记录项目	第1次	第2次	第3次	第4次
物块重（G/N）	5	5	5	5
物块上升高度（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
物块移动距离（S/m）	0.5	0.5	0.5	0.5
总功（W总/J）	0.8	1.1	？	1.55
机械效率（η）	62.5%	68.2%	？	80.3%

（1）请你帮小红计算3次实验得到的数据W_有、W_总和η（写出计算过程）．
（2）该实验能验证“机械的机械效率越高越省力”吗？写出你的看法．
（3）完成实验后，小红又产生一个猜想“如果减小斜面摩擦，可以提高斜面的机械效率吗？”请你运用所学的知识，说明小红的猜想是否正确，简述其理由．（简单推理）

小红学过“机械效率”后，产生了一个疑问：“机械的机械效率越高是否越省力？”针对这个问题，小红借了一个弹簧测力计，利用家中“案板”和茶杯做了以下实验（如图）：
A．把杯子放在塑料袋中，在杯子中加入适量的水，用弹簧测力计测得杯子和水的重力G．
B．用“案板”作斜面，如图所示．把这只茶杯通过细绳与弹簧测力计连接，拉动弹簧测力计，把盛水的杯子匀速拉上斜面．
C．分别测出拉力F，杯子移动的距离s和升高的高度h
D．改变斜面的高度，做四次实验，记录实验数据如下表：

	一	二	三	四
重力G/N	5	5	5	5
升高h/m	0.1	0.15	0.2	0.25
有用功W_有用/J	0.5 0.5	0.75	1	1.25
拉力F/N	1.6	2.2	2.7	3.1
移动距离s/m	0.5	0.5	0.5	0.5
总功W_总功/J	0.8 0.8	1.1	1.35	1.55
机械效率η	0.625 0.625	0.68	0.74 0.74	0.81

（1）计算并将数据填入表中四个空格．
（2）小红的疑问是否得到了解决？分析实验数据，能得出什么结论？

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