题目内容

2009年中国最先排专机向甲型H1N1流感重灾区墨西哥运送救灾物资．小静同学从电视中看到救灾物资是通过斜面传送带运上飞机的．她想：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、物体的重力有关，那么“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度”是否有关系？小静决定通过实验进行探究，她到学校实验室找来了量程足够大的弹簧测力计、米尺、长木板、各侧面粗糙程度相同带有挂钩的长方体木块．接下来请你帮她一起完成实验：
（1）请根据你所学的知识猜想斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有何关系？说出你猜想的理由．
（2）根据你的猜想设计实验，还需要增加

（填一器材名称），实验中需要测量的物理量：

．
（3）请简要地写出你的实验方法．

分析：（1）使用斜面时，克服物体和斜面之间的摩擦力做的功就是额外功，斜面越粗糙，物体和斜面间的摩擦力就越大，额外功就越多，在有用功一定时，机械效率就越低；
（2）要探究斜面粗糙程度和斜面粗糙程度的关系，就要控制斜面的粗糙程度不同，要改变斜面的粗糙程度，最简单的办法就是在斜面上铺上粗糙程度不同的物体；
斜面的机械效率η=

，要知道斜面的机械效率，就需要测量出物体的重力G、斜面的高度h、沿斜面的拉力F、斜面长S；
（3）除了斜面的粗糙程度影响斜面的机械效率外，斜面的倾斜程度也影响斜面的机械效率，在探究斜面机械效率和斜面粗糙程度的关系时，就要控制斜面的倾斜程度一定而粗糙程度不同．

解答：解：（1）斜面越粗糙，机械效率越低（斜面越光滑，机械效率越高）．
因为将同一物体提升到同一高度时，有用功相同，斜面越粗糙（或光滑），摩擦力越大（或小），额外功越多（或小），所以机械效率越低（或高）．
（2）长毛巾（报纸或玻璃等能改变粗糙程度的物体都对）；
木块重量G、斜面高度h、拉力F、斜面长S．
（3）实验方法：
①将长木板一端垫高做成一个斜面．用刻度尺量出斜面的高h和长S，然后用弹簧测力计测出木块的重量G；
②用弹簧测力计沿平行于长木板的方向将木块匀速直线的拉到长木板顶端，记下弹簧测力计的示数F₁，再用同样的方法将木块沿铺有长毛巾（报纸或玻璃等改变粗糙程度的物体）的斜面拉到顶端，记下弹簧测力计的示数F₂；
③没有铺毛巾时斜面的机械效率η₁=

F1S

；铺有毛巾时斜面的机械效率η₂=

F2S

．比较η₁和η₂的大小关系，得出结论．

点评：此题考查了科学探究中的猜想和设计实验；
探究实验时科学的猜想是十分重要的，因为我们总不能将所有的因素都逐一探究，这样没有必要也没有时间；
设计实验是我们探究的关键，只有设计出合理、科学的方案，才能够实验得出正确的结论．