题目内容

【题目】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“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

机械效率平均值

1

较缓

5.0

0.10

1.6

0.50

0.50

0.80

63%

2

较陡

5.0

0.15

2.2

0.50

0.75

1.10

68%

3

最陡

5.0

0.25

0.50

1.25

(a)如图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)甲、乙 (2分) 接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大(2分)

2)(a3.2 2分) (b)斜面的机械效率是变化的,不应计算平均值。(或表格中不应该有机械效率平均值这一项等答案,合理即可) (2分) (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)。(2分)(前提条件1分,变量间的关系1分)

【解析】

试题(1)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度.要探究滑动摩擦力与压力大小的关系,需要保持接触面的粗糙程度相同,改变压力的大小.

2)(a)弹簧测力计读数时要看清量程和分度值,然后根据指针指示的位置读数;

b)斜面的机械效率不是固定不变的,它和斜面的倾斜程度、粗糙程度、拉动物体的重力都有关系,因此不能求取平均值.

c)根据W=FS求出第三次实验的总功,利用效率公式求出效率,根据实验记录,找出相同因素和不同因素,运用控制变量法的思想得出正确的结论.:(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

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).

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