小红学过“机械效率”后,提出一个假设:“机械的机械效率越高越省力.”为证明假设是否成立,小红做了在写吗上匀速拉动物块的探究实验(如图所示),并记录实验数据如下:
试验次数 记录项目 | 第1次 | 第2次 | 第3次 | 第4次 |
物块重(G/N) | 5 | 5 | 5 | 5 |
物块上升高度(h/m) | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 |
有用功(W用/J) | 0.5 | 0.75 | ? | 1.25 |
沿斜面方向拉力(F/N) | 1.6 | 2.2 | 2.7 | 3.1 |
物块移动距离(S/m) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
总功(W总/J) | 0.8 | 1.1 | ? | 1.55 |
机械效率(η) | 62.5% | 68.2% | ? | 80.3% |
(2)该实验能验证“机械的机械效率越高越省力”吗?写出你的看法.
(3)完成实验后,小红又产生一个猜想“如果减小斜面摩擦,可以提高斜面的机械效率吗?”请你运用所学的知识,说明小红的猜想是否正确,简述其理由.(简单推理)
解:(1)W有=Gh=5N×0.2m=1J;
W总=FS=2.7N×0.5m=1.35J;
η=×100%=×100%≈74.1%.
故答案为:1;1.35;74.5%.
(2)答:分析表中5行和8行可知,斜面的机械效率越高,越费力;因此该实验不能验证机械的机械效率越高越省力.
(3)答:因为同高度斜面,减小摩擦,W总减小,W有不变,根据η=,机械效率变大;所以小红的猜想是正确的.
(1)有用功、总功、机械效率,分别用公式W有=Gh、W总=FS、η=×100%求出;
(2)分析表中第5、8两行,可以发现机械效率与拉力的关系;
(3)克服摩擦力做的功为额外功,总功等于有用功与额外功的和,在有用功一定的情况下,减小额外功,可以提高机械效率.
点评:本题考查影响斜面机械效率的因素,采用了控制变量法,并且还要设计实验,难度大,综合性强.