Question

（2006?荔灣區二模）小紅學過“機械效率”后，產生了兩個猜想：
猜想①：“斜面的機械效率越高斜面就越省力”
猜想②：“如果減小斜面的摩擦，可以提高斜面的機械效率”
現提供給的器材有：a．一塊長木板、b．一塊一端帶有小鉤的長方體木塊、c．棉布、d．毛巾、f．彈簧測力計、g．幾個方木塊．請你選取一些必要的器材驗證其中一個猜想：
（1）你要驗證的猜想是：

①

．
（2）你選用的器材（編號）：

a、b、f、g

．
（3）寫出驗證的主要實驗步驟及分析．

Answer 1

分析：（1）解法一：在長木板下墊方木塊，制成斜面，用彈簧測力計勻速直線拉動長方塊沿斜面上升，記下拉力大小、長木塊運動的距離、斜面的高度、長木塊的重力，根據η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出機械效率，通過增加斜面下方木塊的數量來改變斜面高度，進行三次實驗，比較機械效率和拉力的關系，驗證“斜面的機械效率越高斜面就越省力”是否正確．
（2）解法二：在長木板下墊方木塊，制成斜面，斜面上鋪毛巾，用彈簧測力計勻速直線拉動長方塊沿斜面上升，記下拉力大小、長木塊運動的距離、斜面的高度、長木塊的重力，根據η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出機械效率．把毛巾表面換成棉布、長木板進行三次實驗．比較機械效率和斜面粗糙程度的關系，驗證“如果減小斜面的摩擦，可以提高斜面的機械效率”是否正確．

解答：答：解法一：（1）驗證猜想①；
（2）選用的器材：a、b、f、g；
（3）步驟：
A、用彈簧測力計測得長方體木塊的重G；
B、用長木板作斜面，如圖所示，用彈簧測力計將長方體木塊勻速拉上斜面；
C、分別測出拉力F₁及小車移動的距離s₁和升高的高度h₁；
D、加方木塊，改變斜面的高度，再做2次實驗，得出相應數據：F₂、s₂、h₂和F₃、s₃、h₃．
分析：算出三次實驗的機械效率：η₁=

Gh1

F1s1

、η₂=

Gh2

F2s2

、η₃=

Gh3

F3s3

與拉力F₁、F₂、F₃對應比較可得出結論．
解法二：（1）驗證猜想②；
（2）選用的器材：a、b、c、d、f、g；
（3）步驟：
A、用彈簧測力計測得長方體木塊的重G；
B、將毛巾墊在長木板上作斜面，如圖所示，用彈簧測力計將長方體木塊勻速拉上斜面；
C、分別測出拉力F₁及小車移動的距離s₁和升高的高度h₁；
D、將毛巾換作棉布，再做1次實驗，得出相應數據：F₂、s₂、h₂．
E、將棉布撤掉，再做1次實驗，得出相應數據：F₃、s₃、h₃．
分析：斜面的表面從毛巾→棉布→木板，接觸面粗糙程度減小，摩擦力減�。�所以，算出兩次實驗的機械效率：η₁=

Gh1

F1s1

、η₂=

Gh2

F2s2

、η₃=

Gh3

F3s3

與接觸面粗糙程度對應比較可得出結論．

點評：通過改變斜面的高度，或改變斜面的粗糙程度，測量拉力、木塊運動距離、木塊重力、斜面高度，根據η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出機械效率，比較機械效率和拉力、機械效率和斜面粗糙程度的關系，即可得出結論．