Question

在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。

(1)为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。

实验 次数	滑轮 材质	钩码重 G/N	提升的高度 h/m	有用功 W有用/J	拉力 F/N	绳端移动的距离 s/m	总功 W总/J	机械效率 η
1	铝	1	0.1	0.1	0.6	0.3	0.18	56%
2	铝	2	0.1	0.2	1.0	0.3	0.3	67%
3	铝	2	0.2	0.4	1.0	0.6	0.6	67%
4	塑料	2	0.2	0.4	0.8	0.6	0.48	83%
5	塑料	2	0.2	0.4	2.1	0.2	0.42	95%

①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越_____。

②比较3和4两次实验发现：在提升物体一定时，滑轮组的机械效率还与_____有关。

③比较2和3两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度_____。

④第5次实验室利用了图乙的装置完成的，判断依据是_____。

⑤利用图甲的装置，把重20N的物体用8N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为_____（计算结果精确到0.1）。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。

(2)小明利用图丙装置实验发现：

①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用_____的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。

②物体的重力为10N，，用沿斜面向上的4N的拉力匀速拉到高处，斜面长1.2m，高0.3m。则斜面的机械效率为_____，物体在斜面匀速运动到高处中受到的摩擦力大小为_____N。

(3)实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都不省功。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是_____。

A、焦耳定律        B、牛顿第一定律        C、阿基米德原理        D、欧姆定律

Answer

高 动滑轮的重力 无关 使用定滑轮时，既不省力也不费距离 83.3% 减小接触面的粗糙程度 62.5% 1.5N B

【解析】

(1)[1]比较1和2两次实验，使用同一组滑轮组，第2次实验钩码的重力大，机械效率也更高。

[2]比较3和4两次实验，提升的钩码重力一定时，使用塑料材质的滑轮，机械效率更大，由此得出在提升物体一定时，滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关。

[3]比较2和3两次实验发现，在所用滑轮组一定时，钩码改变提升的高度，机械效率相等，由此得出在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。

[4]第五次实验，钩码的重力约等于绳子的拉力，提升的高度等于绳端移动的距离，既不省力也不费距离，故使用的是图乙中的定滑轮。

[5]绳子的股数n=3，把重20N的物体用8N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率

(2)[6]斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用减小接触面的粗糙程度的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。

[7]斜面的机械效率

[8]额外力做功

物体在斜面匀速运动到高处中受到的摩擦力大小

(3)[9]实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都不省功,采用了理想化推理法。ACD可通过实验直接验证，B不能实验直接验证，是在实验的基础上推理得出的。