Question

（2010?江陰市模擬）如圖所示是某小組探究“摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗裝置圖：

（1）實驗中改變摩擦力的方法是

改變壓力或接觸面粗造程度

．
（2）用彈簧測力計拉著木塊在木板上滑動時，每次都要使木塊做

勻速直線

運動，這是為了

拉力等于摩擦力大小

．
（3）比較甲、乙兩圖得出的實驗結論是

接觸面粗造程度相同時，壓力越大，摩擦力越大

．
（4）比較乙、丙兩圖，你能得出正確結論嗎？

不能

（填“能”或“不能”）．
（5）若小明想利用甲圖中的實驗器材探究“斜面機械效率與斜面傾斜程度的關系”，小明選擇了一個長方體木塊后，他還需要選擇一個

刻度尺

（填“測量工具”）才能完成此探究實驗．
（6）小明欲完成此探究實驗，小明需要測量物重G、高度H、拉力F以外，還需要測量物理量有

斜面長L

．斜面機械效率的表達式為

η=

Gh

FL

．

Answer 1

分析：（1）實驗中研究的是木塊受到的滑動摩擦力的大小，彈簧測力計測量的是木塊的受到的拉力，只有木塊做勻速直線運動時拉力的大小才等于摩擦力．
（2）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，壓力一定時，接觸面越粗糙滑動摩擦力越大；接觸面粗糙程度一定時，壓力越大滑動摩擦力越大．用控制變量法來分析本題，對比甲、乙兩圖兩圖實驗中的相同因素和不同因素可以得出結論．
（3）利用斜面做功時，克服重力做功為有用功，利用W_有=Gh計算，沿斜面拉力做功為總功，利用W_總=Fs計算，所以需要測量的物理量有：物體的重力G，沿斜面向上勻速拉動物體的拉力F；斜面的長度L，斜面的高度h，最后由表達式η=

W有

W總

計算．

解答：解：（1）甲乙兩圖實驗中木塊和木板接觸面的粗糙程度相同，乙圖中木塊的上方增加了一個砝碼壓力增大了；
甲丙兩圖實驗中木塊對接觸面的壓力不變，丙圖中木板的表面粗糙，所以改變的是接觸面的粗糙程度．
（2）用彈簧測力計勻速拉動木塊時，木塊做勻速直線運動受到的力是平衡力，根據二力平衡的知識，此時摩擦力的大小等于彈簧測力計對木塊拉力的大小．
（3）比較甲、乙兩圖發現：接觸面的粗糙程度相同，而壓力大小不同，由此可知研究的是摩擦力與壓力大小的關系．故結論為：在接觸面的粗糙程度一定時，壓力越大，摩擦力越大．
（4）乙丙兩圖壓力大小和接觸面的粗糙程度都不同，所以無法探究影響摩擦力大小的因素，故不能得出正確的結論．
（5）（6）探究“斜面機械效率與斜面傾斜程度的關系”時，利用斜面做功，克服重力做功為有用功，利用W_有=Gh計算，沿斜面拉力做功為總功，利用W_總=Fs計算，所以需要測量的物理量有：物體的重力G，沿斜面向上勻速拉動物體的拉力F；斜面的長度L，斜面的高度h，所以他還需要選擇一個刻度尺，還需要測量斜面長L．因此，機械效率的計算公式是η=

W有

W總

=

Gh

FL

．
故答案為：
（1）改變壓力或接觸面粗造程度
（2）勻速直線     拉力等于摩擦力大小（受到水平方向二個平衡力）
（3）接觸面粗造程度相同時，壓力越大，摩擦力越大
（4）不能       （5）刻度尺       （6）斜面長L      η=

Gh

FL

．

點評：（1）此題要把握兩個方法：①利用二力平衡的條件的轉換法．②控制變量法的應用，明確變量和不變量是解題的關鍵．
（2）了解實驗的原理，才能利用公式求出最終的機械效率，也才能選對儀器，明確需要測量的數據．