Question

4．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置（每个钩码重1N）．

（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，则拉力为1.2N，滑轮组的机械效率为83.3%．
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到摩擦能够影响滑轮组机械效率的高低，那么是什么因素影响了滑动摩擦力的大小呢？接着她做了如图乙所示的A、B、C三次实验进行探究．
①她把木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木板，根据二力平衡的原理可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数．
②通过比较图乙中B和C两次实验，可得出滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关．

Answer 1

分析 （1）实验中要匀速拉动弹簧测力计，这样示数才与拉力相同，并有利于准确读数．读取弹簧测力计的示数时，要注意分度值的大小．明确滑轮组由几段绳子承担物重后，就可以判断钩码提升高度与弹簧测力计移动距离的关系，利用公式计算机械效率；
（2）弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力；弹簧测力计读数；
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系时，控制接触面粗糙程度一定；探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度关系时，控制压力大小不变．

解答 解：
（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；
图中弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为1.2N；
因为滑轮组用三段绳子承担物重，那么弹簧测力计移动的距离就是钩码上升高度的三倍，钩码上升了10cm，则弹簧测力计上升30cm；
该滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{3N×0.1m}{1.2N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（2）①当木块进行匀速直线运动，拉力与摩擦力是一对平衡力，滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力；
②观察B、C两次实验可以看出，两次的压力是相同的，接触面不同，弹簧测力计的示数不同，故可得出：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关．
故答案为：（1）匀速；1.2；83.3%；（2）①二力平衡；②B和C．

点评 （1）在测滑轮组机械效率的实验中，要注意弹簧测力计的用法与读数，要明确滑轮组用几段绳子承担物重，还要会利用机械效率的公式进行计算，这些都是完成该实验的基本要求．
（2）探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验，运用了控制变量法、转换法等研究方法，探究滑动摩擦力大小的实验中，一定保持木块进行匀速直线运动，滑动摩擦力和拉力才是一对平衡力．