◎ 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）．

◎ 答案

（1）W有=Gh=5N×0.1m=0.5J W总=Fs=1.6N×0.5m=0.8J η1= 0.5J 0.8J =62.5% η2= 1J 1.35J =74.1% （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； （4）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： （1） （2）小红的疑问得到了解决；斜面的机械效率越高，越不省力； （3）小红的猜想正确．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），可以提高机械效率； （4）在小红设计的实验的基础上： ①保持斜面倾角不变，在斜面表面铺上不同的材料（如毛巾、棉布、玻璃等）改变摩擦力； ②将水杯沿斜面匀速提升一定高度或沿斜面匀速移动一定距离，记录弹簧测力计的示数； ③计算出机械效率并进行比较．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“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…”主要考查了你对  【功的计算】，【机械效率的计算】，【斜面的机械效率】，【控制变量法和科学探究的过程】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。