Question

如图所示是某小组探究“摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验装置图：

（1）实验中改变摩擦力的方法是________．
（2）用弹簧测力计拉着木块在木板上滑动时，每次都要使木块做________运动，这是为了________．
（3）比较甲、乙两图得出的实验结论是________．
（4）比较乙、丙两图，你能得出正确结论吗？________（填“能”或“不能”）．
（5）若小明想利用甲图中的实验器材探究“斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系”，小明选择了一个长方体木块后，他还需要选择一个________（填“测量工具”）才能完成此探究实验．
（6）小明欲完成此探究实验，小明需要测量物重G、高度H、拉力F以外，还需要测量物理量有________．斜面机械效率的表达式为________．

Answer 1

解：（1）甲乙两图实验中木块和木板接触面的粗糙程度相同，乙图中木块的上方增加了一个砝码压力增大了；
甲丙两图实验中木块对接触面的压力不变，丙图中木板的表面粗糙，所以改变的是接触面的粗糙程度．
（2）用弹簧测力计匀速拉动木块时，木块做匀速直线运动受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小．
（3）比较甲、乙两图发现：接触面的粗糙程度相同，而压力大小不同，由此可知研究的是摩擦力与压力大小的关系．故结论为：在接触面的粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大．
（4）乙丙两图压力大小和接触面的粗糙程度都不同，所以无法探究影响摩擦力大小的因素，故不能得出正确的结论．
（5）（6）探究“斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系”时，利用斜面做功，克服重力做功为有用功，利用W_有=Gh计算，沿斜面拉力做功为总功，利用W_总=Fs计算，所以需要测量的物理量有：物体的重力G，沿斜面向上匀速拉动物体的拉力F；斜面的长度L，斜面的高度h，所以他还需要选择一个刻度尺，还需要测量斜面长L．因此，机械效率的计算公式是η==．
故答案为：
（1）改变压力或接触面粗造程度
（2）匀速直线 拉力等于摩擦力大小（受到水平方向二个平衡力）
（3）接触面粗造程度相同时，压力越大，摩擦力越大
（4）不能 （5）刻度尺 （6）斜面长L η=．
分析：（1）实验中研究的是木块受到的滑动摩擦力的大小，弹簧测力计测量的是木块的受到的拉力，只有木块做匀速直线运动时拉力的大小才等于摩擦力．
（2）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大；接触面粗糙程度一定时，压力越大滑动摩擦力越大．用控制变量法来分析本题，对比甲、乙两图两图实验中的相同因素和不同因素可以得出结论．
（3）利用斜面做功时，克服重力做功为有用功，利用W_有=Gh计算，沿斜面拉力做功为总功，利用W_总=Fs计算，所以需要测量的物理量有：物体的重力G，沿斜面向上匀速拉动物体的拉力F；斜面的长度L，斜面的高度h，最后由表达式η=计算．
点评：（1）此题要把握两个方法：①利用二力平衡的条件的转换法．②控制变量法的应用，明确变量和不变量是解题的关键．
（2）了解实验的原理，才能利用公式求出最终的机械效率，也才能选对仪器，明确需要测量的数据．