Question

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，小红做了在斜面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：

实验次数 记录项目	第一次	第二次	第三次	第四次
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有用/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总功/J	0.8	1.1		1.55
机械效率η	63%	68%		81%

（1）请你帮小红计算表中3个空格，并将数据填入．
（2）分析实验数据，你认为斜面机械效率越高是否越省力？________．（只需填“是”或“否”）
（3）完成上面实验后，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（要简述理由）________．

Answer 1

解：（1）有用功W_有用=Gh=5N×0.2m=1J，总功W_总=FS=2.7N×0.5m=1.35J，机械效率 η=×100%=×100%=74%；
（2）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；
（3）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．
故答案为：（1）1、1.35、74%；
（2）否；
（3）正确的；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（即减小了总功），提高了机械效率．
分析：（1）有用功、总功、机械效率，分别用公式W_有用=Gh、W_总=Fs、η=×100%求出；
（2）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；
（3）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．
点评：（1）影响斜面机械效率的因素有：提升物体的重力、斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度，研究机械效率与其中某个因素的关系，采用控制变量法的思想；
（2）采用控制变量法研究的实验，在归纳结论时，一定要看清相同因素和不同因素，一般是在（相同因素）相同时，物理量与（不同因素）有关．