小红学过“机械效率”后,产生了一个疑问:“机械的机械效率越高是否越省力?”针对这个问题,小红借了一个弹簧测力计,利用家中“案板”和茶杯做了以下实验(如图):
A.把杯子放在塑料袋中,在杯子中加入适量的水,用弹簧测力计测得杯子和水的重力G.
B.用“案板”作斜面,如图所示.把这只茶杯通过细绳与弹簧测力计连接,拉动弹簧测力计,把盛水的杯子匀速拉上斜面.
C.分别测出拉力F,杯子移动的距离s和升高的高度h
D.改变斜面的高度,做四次实验,记录实验数据如下表:一二三四重力G/N5555升高h/m0.10.150.20.25有用功W有用/J______0.7511.25拉力F/N1.62.22.73.1移动距离s/m0.50.50.50.5总功W总功/J______1.11.351.55机械效率η______0.68______0.81(1)计算并将数据填入表中四个空格.
(2)小红的疑问是否得到了解决?分析实验数据,能得出什么结论?
网友回答
解:(1)有用功W有用=Gh=5N×0.1m=0.5J,
总功W总=FS=1.6N×0.5m=0.8J,
机械效率 η1===62.5%;机械效率 η3==≈74%;
数据如下表:
一二三四重力G/N升高h/m有用功W有用/J0.5拉力F/N移动距离s/m总功W总功/J0.8机械效率η0.6250.74(2)分析表中第5行的拉力F与第8行的机械效率可以看出,在重物与移动距离相同的情况下,机械效率逐渐增大,拉力F也在逐渐增大,因此,小红的疑问得到了解决;得到的结论是:斜面的机械效率越高,越不省力.
故