Question

在探究斜面机械效率的试验中，小明提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想．
（1）要测量斜面的机械效率，除了长木板和木块（如图所示）外，还需要的主要测量工具是刻度尺和

 

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（2）在试验过程中，应沿斜面向上拉动木块，使其做

 

运动．作出此时木块受到摩擦力的示意图．
（3）要验证以上猜想，需要控制不变的因素有：

 

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Answer 1

分析：（1）由实验目的知，需要测量拉力、重力和移动的距离的工具；
（2）利用斜面提升重物，有用功是克服物体重力而做的功，额外功主要是克服摩擦力而做的功，物体加速运动，会使物体的动能增加，从而增加额外功，所以拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，且匀速拉动物体；摩擦力的方向和相对运动方向相反；
（3）研究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系，应控制斜面的粗糙程度，斜面的长度，物体的重力不变．

解答：解：（1）由实验目的知，需要测拉力、重力和移动的距离的工具；测距离的工具刻度尺已选择，还缺少测量力的工具：弹簧测力计；
（2）为了便于测量拉力和尽量减小不必要的额外功，应保持木块沿斜面向上拉动木块，使其做匀速直线运动；
摩擦力的方向和相对运动方向相反，物体沿斜面向上运动，所以摩擦力的方向是沿斜面向下，摩擦力的示意图如下：

（3）研究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系，应只改变斜面的倾斜程度，应控制其它所用可变的因素，如：木板的粗糙程度，木板的长度，木块的重力，即同一木块、同一木板可达到要求．
故答案为：（1）弹簧测力计；（2）匀速直线；摩擦力的示意图如上图；（3）同一木板、同一木块．

点评：本题考查探究斜面机械效率的实验中需测量的物理量、影响因素、力的示意图的画法等，必须熟练掌握控制变量法．