Question

（2006?荔灣區(qū)二模）小紅學(xué)過(guò)“機(jī)械效率”后，產(chǎn)生了兩個(gè)猜想：
猜想①：“斜面的機(jī)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(jī)械效率”
現(xiàn)提供給的器材有：a．一塊長(zhǎng)木板、b．一塊一端帶有小鉤的長(zhǎng)方體木塊、c．棉布、d．毛巾、f．彈簧測(cè)力計(jì)、g．幾個(gè)方木塊．請(qǐng)你選取一些必要的器材驗(yàn)證其中一個(gè)猜想：
（1）你要驗(yàn)證的猜想是：

①

．
（2）你選用的器材（編號(hào)）：

a、b、f、g

．
（3）寫(xiě)出驗(yàn)證的主要實(shí)驗(yàn)步驟及分析．

Answer 1

分析：（1）解法一：在長(zhǎng)木板下墊方木塊，制成斜面，用彈簧測(cè)力計(jì)勻速直線拉動(dòng)長(zhǎng)方塊沿斜面上升，記下拉力大小、長(zhǎng)木塊運(yùn)動(dòng)的距離、斜面的高度、長(zhǎng)木塊的重力，根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出機(jī)械效率，通過(guò)增加斜面下方木塊的數(shù)量來(lái)改變斜面高度，進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)，比較機(jī)械效率和拉力的關(guān)系，驗(yàn)證“斜面的機(jī)械效率越高斜面就越省力”是否正確．
（2）解法二：在長(zhǎng)木板下墊方木塊，制成斜面，斜面上鋪毛巾，用彈簧測(cè)力計(jì)勻速直線拉動(dòng)長(zhǎng)方塊沿斜面上升，記下拉力大小、長(zhǎng)木塊運(yùn)動(dòng)的距離、斜面的高度、長(zhǎng)木塊的重力，根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出機(jī)械效率．把毛巾表面換成棉布、長(zhǎng)木板進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)．比較機(jī)械效率和斜面粗糙程度的關(guān)系，驗(yàn)證“如果減小斜面的摩擦，可以提高斜面的機(jī)械效率”是否正確．

解答：答：解法一：（1）驗(yàn)證猜想①；
（2）選用的器材：a、b、f、g；
（3）步驟：
A、用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得長(zhǎng)方體木塊的重G；
B、用長(zhǎng)木板作斜面，如圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)將長(zhǎng)方體木塊勻速拉上斜面；
C、分別測(cè)出拉力F₁及小車(chē)移動(dòng)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(shí)驗(yàn)，得出相應(yīng)數(shù)據(jù)：F₂、s₂、h₂和F₃、s₃、h₃．
分析：算出三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：η₁=

Gh1

F1s1

、η₂=

Gh2

F2s2

、η₃=

Gh3

F3s3

與拉力F₁、F₂、F₃對(duì)應(yīng)比較可得出結(jié)論．
解法二：（1）驗(yàn)證猜想②；
（2）選用的器材：a、b、c、d、f、g；
（3）步驟：
A、用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得長(zhǎng)方體木塊的重G；
B、將毛巾墊在長(zhǎng)木板上作斜面，如圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)將長(zhǎng)方體木塊勻速拉上斜面；
C、分別測(cè)出拉力F₁及小車(chē)移動(dòng)的距離s₁和升高的高度h₁；
D、將毛巾?yè)Q作棉布，再做1次實(shí)驗(yàn)，得出相應(yīng)數(shù)據(jù)：F₂、s₂、h₂．
E、將棉布撤掉，再做1次實(shí)驗(yàn)，得出相應(yīng)數(shù)據(jù)：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(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：η₁=

Gh1

F1s1

、η₂=

Gh2

F2s2

、η₃=

Gh3

F3s3

與接觸面粗糙程度對(duì)應(yīng)比較可得出結(jié)論．

點(diǎn)評(píng)：通過(guò)改變斜面的高度，或改變斜面的粗糙程度，測(cè)量拉力、木塊運(yùn)動(dòng)距離、木塊重力、斜面高度，根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出機(jī)械效率，比較機(jī)械效率和拉力、機(jī)械效率和斜面粗糙程度的關(guān)系，即可得出結(jié)論．