Question

学过“机械效率”后，产生一个疑问：“斜面机械效率与斜面倾斜程度有关吗？”针对这个问题，他们用学具盒里的弹簧测力计、家中的木板和学具盒做了以下实验：
（1）用光滑程度相同的斜面，改变斜面的倾斜角度，做了3次实验．实验数据如下表，请你将空白处填完整

物理量 倾角	重力 G/N	升高 h/m	拉力 F/N	移动距离 L/m	机械效率 η
较小	5	0.1	1.6	0.5	62.5%
中	5	0.15	2.2	0.5
较大	5	0.2	2.7	0.5	74%

（2）分析上述实验数据可知：光滑程度相同的斜面，倾角越小，沿斜面的拉力越______，斜面的机械效率越______．实验证明：机械效率的高低与省力______．
（3）若不计摩擦将重G的物体，沿斜面长L拉到高h处，则拉力F=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知重力和升高的高度，可以得到有用功；已知拉力和运动的距离，可以得到总功．有用功与总功的比值就是机械效率；
（2）分析实验数据时，要注意明确其变量与不变量，再分析在不同实验条件下，对拉力、机械效率大小的影响；
（3）在不计摩擦时，根据使用任何机械都不省力的原理，可利用Gh求出功的大小，再除以斜面的长，可得出沿斜面的拉力；
解答：解：
（1）在第二组实验数据中，
W_有用=Gh=5N×0.15m=0.75J
W_总=FL=2.2N×0.5m=1.1J
所以机械效率为η==≈68%；
（2）通过分析数据可以得出，光滑程度相同的斜面，倾角越小，沿斜面的拉力越小，斜面的机械效率越低．实验证明，机械效率的高低与省力无关．
（3）因为使用任何机械都不能省功，所以其所做的功为Gh，沿斜面的拉力F=．
故答案为：
（1）68%；
（2）小；小；无关；
（3）F=．
点评：本实验中数据的计算，主要用到功的公式和机械效率的公式．我们在探究机械效率的大小与多个变量的关系时，应注意控制变量法的运用，在分清变量与控制量的基础上，分析实验的结论．