问题 问答题

在科学探究课中,实验小组同学猜想“滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关”,于是他们选用了重10N的物体完成了如图1所示的三次实验:

(1)通过比较______两图,可以验证他们的猜想,得出的结论是:______.

(2)好动脑筋的同学们在甲装置木板右端又垫了一个木块,来探究斜面的机械效率.实验前他们分析:“由于斜面不是光滑的,沿斜面向上拉物体,必定要克服摩擦做额外功,斜面的机械效率一定受摩擦力的影响”.于是他们做了如图1所示的实验,在光滑程度一样而倾斜程度不同的斜面上匀速直线拉动物块,(如图2所示)并设计表格记录实验数据如下:

实验

次数

斜面的倾斜程度物体重G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动距离 s/m有用功W/J总功W/J机械效率η机械效率平均值
1较缓5.00.101.60.500.500.8063%
2较陡5.00.152.20.500.751.1068%
3最陡5.00.250.501.25
(a)如图2所示第三次实验弹簧测力计的示数为______N.

(b)小兰在对实验数据处理的过程中出现的错误之处是:______.

(c)改正错误后,对实验数据进行分析,你对斜面机械效率问题可获得的初步结论是______.

答案

(1)探究滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关时,应控制接触面的粗糙程度不变,改变压力的大小,结合图1可知甲、乙符合.

由图甲、乙可知,两者接触面的粗糙程度相同,乙的压力大,弹簧测力计的示数也大,即受到的摩擦力大,故可得结论:接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大.

(2)(a)图示弹簧测力计的量程为5N,分度值是0.2N,指针指在3N下面第1个小格上,所以弹簧测力计的示数为3N+0.2N=3.2N;

(b)影响斜面机械效率的因素有斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度,同一斜面机械效率也不是固定不变的,拉动的物体重力越大,斜面的机械效率越大,因此斜面机械效率是变化的,不应计算平均值.

(c)第3次实验中,总功为W=FS=3.2N×0.5m=1.6J,

斜面的机械效率η=

W
W
×100%=
12.5J
1.6J
×100%≈78%;

观察表中数据,相同因素是斜面的粗糙程度,不同因素是斜面的倾斜程度,根据机械效率的大小,得出的结论是:接触面粗糙程度相同(或光滑程度相同)时,斜面越陡(或缓),机械效率越高(或低).

故答案为:(1)甲、乙;接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;

(2)(a)3.2;(b)斜面的机械效率是变化的,不应计算平均值.(c)接触面粗糙程度相同(或光滑程度相同)时,斜面越陡(或缓),机械效率越高(或低).

单项选择题
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