Question

學(xué)過“機(jī)械效率”后，產(chǎn)生一個疑問：“斜面機(jī)械效率與斜面傾斜程度有關(guān)嗎？”針對這個問題，他們用學(xué)具盒里的彈簧測力計(jì)、家中的木板和學(xué)具盒做了以下實(shí)驗(yàn)：
（1）用光滑程度相同的斜面，改變斜面的傾斜角度，做了3次實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請你將空白處填完整

物理量 傾角	重力 G/N	升高 h/m	拉力 F/N	移動距離 L/m	機(jī)械效率 η
較小	5	0.1	1.6	0.5	62.5%
中	5	0.15	2.2	0.5
較大	5	0.2	2.7	0.5	74%

（2）分析上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：光滑程度相同的斜面，傾角越小，沿斜面的拉力越

小

，斜面的機(jī)械效率越

小

．實(shí)驗(yàn)證明：機(jī)械效率的高低與省力

無關(guān)

．
（3）若不計(jì)摩擦將重G的物體，沿斜面長L拉到高h(yuǎn)處，則拉力F=

Gh

L

．

Answer 1

分析：（1）已知重力和升高的高度，可以得到有用功；已知拉力和運(yùn)動的距離，可以得到總功．有用功與總功的比值就是機(jī)械效率；
（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，要注意明確其變量與不變量，再分析在不同實(shí)驗(yàn)條件下，對拉力、機(jī)械效率大小的影響；
（3）在不計(jì)摩擦?xí)r，根據(jù)使用任何機(jī)械都不省力的原理，可利用Gh求出功的大小，再除以斜面的長，可得出沿斜面的拉力；

解答：解：
（1）在第二組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，
W_有用=Gh=5N×0.15m=0.75J
W_總=FL=2.2N×0.5m=1.1J
所以機(jī)械效率為η=

W有用

W總

=

0.75J

1.1J

≈68%；
（2）通過分析數(shù)據(jù)可以得出，光滑程度相同的斜面，傾角越小，沿斜面的拉力越小，斜面的機(jī)械效率越低．實(shí)驗(yàn)證明，機(jī)械效率的高低與省力無關(guān)．
（3）因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不能省功，所以其所做的功為Gh，沿斜面的拉力F=

Gh

L

．
故答案為：
（1）68%；
（2）小；小；無關(guān)；
（3）F=

Gh

L

．

點(diǎn)評：本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的計(jì)算，主要用到功的公式和機(jī)械效率的公式．我們在探究機(jī)械效率的大小與多個變量的關(guān)系時，應(yīng)注意控制變量法的運(yùn)用，在分清變量與控制量的基礎(chǔ)上，分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．