Question

2009年中國最先排專機向甲型H1N1流感重災(zāi)區(qū)墨西哥運送救災(zāi)物資．小靜同學(xué)從電視中看到救災(zāi)物資是通過斜面?zhèn)魉蛶н\上飛機的．她想：斜面的機械效率與斜面的傾斜程度、物體的重力有關(guān)，那么“斜面的機械效率與斜面的粗糙程度”是否有關(guān)系？小靜決定通過實驗進行探究，她到學(xué)校實驗室找來了量程足夠大的彈簧測力計、米尺、長木板、各側(cè)面粗糙程度相同帶有掛鉤的長方體木塊．接下來請你幫她一起完成實驗：
（1）請根據(jù)你所學(xué)的知識猜想斜面的機械效率與斜面的粗糙程度有何關(guān)系？說出你猜想的理由．
（2）根據(jù)你的猜想設(shè)計實驗，還需要增加

 

（填一器材名稱），實驗中需要測量的物理量：

 

．
（3）請簡要地寫出你的實驗方法．

Answer 1

分析：（1）使用斜面時，克服物體和斜面之間的摩擦力做的功就是額外功，斜面越粗糙，物體和斜面間的摩擦力就越大，額外功就越多，在有用功一定時，機械效率就越低；
（2）要探究斜面粗糙程度和斜面粗糙程度的關(guān)系，就要控制斜面的粗糙程度不同，要改變斜面的粗糙程度，最簡單的辦法就是在斜面上鋪上粗糙程度不同的物體；
斜面的機械效率η=

Gh

FS

，要知道斜面的機械效率，就需要測量出物體的重力G、斜面的高度h、沿斜面的拉力F、斜面長S；
（3）除了斜面的粗糙程度影響斜面的機械效率外，斜面的傾斜程度也影響斜面的機械效率，在探究斜面機械效率和斜面粗糙程度的關(guān)系時，就要控制斜面的傾斜程度一定而粗糙程度不同．

解答：解：（1）斜面越粗糙，機械效率越低（斜面越光滑，機械效率越高）．
因為將同一物體提升到同一高度時，有用功相同，斜面越粗糙（或光滑），摩擦力越大（或�。�，額外功越多（或小），所以機械效率越低（或高）．
（2）長毛巾（報紙或玻璃等能改變粗糙程度的物體都對）；
木塊重量G、斜面高度h、拉力F、斜面長S．
（3）實驗方法：
①將長木板一端墊高做成一個斜面．用刻度尺量出斜面的高h和長S，然后用彈簧測力計測出木塊的重量G；
②用彈簧測力計沿平行于長木板的方向?qū)⒛緣K勻速直線的拉到長木板頂端，記下彈簧測力計的示數(shù)F₁，再用同樣的方法將木塊沿鋪有長毛巾（報紙或玻璃等改變粗糙程度的物體）的斜面拉到頂端，記下彈簧測力計的示數(shù)F₂；
③沒有鋪毛巾時斜面的機械效率η₁=

Gh

F1S

；鋪有毛巾時斜面的機械效率η₂=

Gh

F2S

．比較η₁和η₂的大小關(guān)系，得出結(jié)論．

點評：此題考查了科學(xué)探究中的猜想和設(shè)計實驗；
探究實驗時科學(xué)的猜想是十分重要的，因為我們總不能將所有的因素都逐一探究，這樣沒有必要也沒有時間；
設(shè)計實驗是我們探究的關(guān)鍵，只有設(shè)計出合理、科學(xué)的方案，才能夠?qū)嶒灥贸稣�確的結(jié)論．