Question

3．“探究簡(jiǎn)單機(jī)械的效率”實(shí)驗(yàn)
（1）下表是小明做“探究斜面的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)：

斜面傾斜程度	小車(chē)重力 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力F/N	斜面長(zhǎng)s/m	有用功W有/J	總功W總/J	機(jī)械效率 η
較緩	10	0.1	3	1	1	3	33%
較陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
最陡	10	0.3	5	1	3	5	60%

可得結(jié)論是同一斜面，物重相同時(shí)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高．
（2）小宇嘗試做“探究滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)，滑輪組如圖所示，利用的實(shí)驗(yàn)器材有：滑輪，物塊，水平木板，細(xì)繩，彈簧測(cè)力計(jì)，刻度尺．
要求：
①請(qǐng)你幫助小宇設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：a、先用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊在水平木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大小即為f；
b、如圖所示組裝好滑輪組；
c、用彈簧測(cè)力計(jì)拉著繩子端使物塊勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)出繩子端的拉力F；
d、用刻度尺分別測(cè)出物塊和繩子端移動(dòng)的距離s_物和s；
e、計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率η．
②設(shè)計(jì)記錄此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格．

Answer 1

分析 （1）分析表中數(shù)據(jù)，控制的是小車(chē)的重力，改變的是斜面的傾斜程度，分析表中斜面的傾斜程度和機(jī)械效率的高低，就會(huì)得出正確的結(jié)論；
（2）①圖中滑輪組機(jī)械效率的高低與提起的物重、動(dòng)滑輪的重、繩重、摩擦有關(guān)，用控制變量法研究滑輪組機(jī)械效率高低的影響因素以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟；
②實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)中要記錄摩擦力、物體運(yùn)動(dòng)的距離、拉力、繩子自由端移動(dòng)的距離、有用功、總功、滑輪組的機(jī)械效率，表格中要記錄7個(gè)物理量．

解答 解：
（1）由表中記錄數(shù)據(jù)可知：小車(chē)的重力都是10N不變，斜面長(zhǎng)度不變，高度越高，斜面傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高，由此得出的結(jié)論是：同一斜面，物重相同時(shí)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高；
（2）使用圖中水平滑輪組拉動(dòng)物體時(shí)，有用功為克服物體與地面摩擦力所做的功，總功為拉力所做的功；所以，要測(cè)量圖中水平滑輪組的機(jī)械效率，首先要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體受到的摩擦力，作用在滑輪組上的拉力，用刻度尺測(cè)出物體運(yùn)動(dòng)的距離和繩端通過(guò)的距離，最后用公式算出機(jī)械效率的大小進(jìn)行比較；
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a、先用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊在水平木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大小即為f；
b、如圖所示組裝好滑輪組；
c、用彈簧測(cè)力計(jì)拉著繩子端使物塊勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)出繩子端的拉力F；
d、用刻度尺分別測(cè)出物塊和繩端移動(dòng)的距離s_物和s；
e、計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率η；
②測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	摩擦力f/N	物體移動(dòng)距離s物/m	拉力F/N	繩子自由端移動(dòng)距離s/m	有用功W有/J	總功W總/J	機(jī)械效率η
1
2
3

故答案為：（1）同一斜面，物重相同時(shí)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高；
（2）見(jiàn)解答過(guò)程．

點(diǎn)評(píng) （1）無(wú)論是斜面還是滑輪組，它的機(jī)械效率并不是固定不變的，同一斜面或滑輪組，拉動(dòng)或者提升的物體越重，則機(jī)械效率越高；
（2）解決本題的關(guān)鍵：一是能用控制變量法探究機(jī)械效率高低的影響因素．二是知道測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的方法，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，確定測(cè)量的量、實(shí)驗(yàn)步驟．