Question

11．某校物理学习小组同学猜想“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1所示的三次实验：

（1）通过比较甲、乙两图，可以验证他们的猜想，得出的结论是：接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
（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”．实验前他们分析得出：“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影响．然后他们又做了图2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体，设计表格记录实验数据如下：

实验次数	斜面倾斜程度	物重G/N	上升高度h/m	拉力F/N	移动距离s/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械效率η
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	3.2	0.50	1.25	1.60	78%

①分析表中的数据可得出：斜面越缓越省力（选填“省”或“费”）
②对实验数据进行进一步分析，你对斜面机械效率问题可获得的初步结论是：接触面粗糙程度相同（或光滑程度相同）时，斜面越陡，机械效率越高．

Answer 1

分析 （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）①比较拉力大小和坡的缓度得出斜面省力特点与坡度的关系；
②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

解答 解：（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）①由表格中数据知，物体的重力相等，坡度越缓，拉力越小，可知越省力；
②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）．
故答案为：（1）甲、乙；接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）①省；②接触面粗糙程度相同（或光滑程度相同）时，斜面越陡，机械效率越高．

点评 本题重点考查了控制变量法的思想在实验中的具体应用，采用控制变量法研究的实验，在归纳结论时，一定要看清不变量和变量，一般是在（不变量）相同时，物理量与（变量）有关．