Question

1．小明學過機械效率后，提出了一個問題：“斜面的傾斜程度與斜面的機械效率是否有關”？針對這個問題他做了在斜面上勻速拉動物塊的探究實驗，如圖所示，并記錄實驗數據如下：
下面小明的一次實驗數據．

實驗次數	斜面的傾斜程度	物體重G/N	物體上升高度h/m	沿斜面拉力F/N	物體移動距離s/m	有用功W有/J	總功W總/J	機械效率
1	較緩	5.0	0.1	1.6	0.5	0.5	0.8	63%
2	較陡	5.0	0.15	2.2	0.5
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.5	1.25	1.55	80.6%

（1）通過對上述實驗數據的分析，你對斜面省力情況與斜面的傾斜程度的關系是：斜面越陡，越費力．
（2）通過對上述是實驗數據的分析，你對斜面機械效率問題可獲得的初步的結論是：斜面越陡機械效率越大．
（3）如第二次實驗的機械效率為68.2%（保留一位小數）
（4）如下圖所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼若干個．

 ①實驗前，當杠桿靜止時，發(fā)現杠桿右端下沉．此時，應把杠桿兩端的平均螺母向左（選填“左”或“右”）調節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，保持水平并靜止，達到平衡狀態(tài)．這樣做的好處是便于測量力臂．
②杠桿調節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼，杠桿恰好在原位置平衡，于是小明就得出了杠桿的平衡條件為F₁L₁=F₂L₂．他這樣得出的結論是否合理，為什么？不合理，實驗次數太少不具有普遍性．

Answer 1

分析 （1）分析表中第二列與第五列，斜面越陡越費力，斜面越緩越省力；
（2）分析表中第二列與第九列，斜面傾斜程度越大斜面機械效率越高；
（3）根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出第二次實驗的機械效率；
（4）①杠桿左端下沉，說明杠桿的重心在支點左側，調節(jié)平衡螺母應使杠桿重心右移，這一調節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響；杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
②實驗時，如果只用一組數據得到結論，偶然性太大，因此應獲取多組實驗數據歸納出物理規(guī)律．

解答 解：（1）從表中數據知：斜面傾斜程度越大，需要的拉力越大，即：斜面越陡越費力；
（2）實驗中在控制了物重、斜面與物體接觸面的粗糙程度等相同的情況下，斜面傾斜程度越大斜面機械效率越高；
（3）第二次實驗的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{5.0N×0.15m}{2.2N×0.5m}$×100%≈68.2%．
（4）①杠桿右端下沉，說明杠桿重心偏右，應將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調節(jié)，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來；
②杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂，小明的結論不合理，只通過一次測量，數據具有偶然性，不具備普遍性．
故答案為：（1）費力；（2）斜面越陡機械效率越大；（3）68.2%；（4）①左；便于測量力臂；②F₁L₁=F₂L₂；不合理，實驗次數太少不具有普遍性．

點評 本題通過實驗探究斜面的機械效率、省力與斜面傾斜程度的關系，其中考查了有用功、總功、機械效率的計算，對這幾個概念一定要做到真正理解，同時能根據實驗數據分析得出結論．