Question

20．在探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中，小明有如下猜想：
A．滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小有關(guān)
B．滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)
為此小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

序號(hào)	壓力/N	接觸面種類	彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N
1	6	木板	1.5
2	6	毛巾	2.8
3	12	毛巾	5.6
4	12	毛巾	3.5

（1）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)水平勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，根據(jù)二力平衡知識(shí)可知摩擦力大小等于拉力大小，這個(gè)過(guò)程中研究問(wèn)題的方法是轉(zhuǎn)換法．
（2）由實(shí)驗(yàn)①②可驗(yàn)證猜想B（選填“A”或“B”）正確，并可得到的結(jié)論是壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙摩擦力越大．
（3）完成探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”實(shí)驗(yàn)后，接著小明在毛巾表面上，利用如圖4的實(shí)驗(yàn)裝置，使物體水平勻速移動(dòng)了10cm，則繩端水平移動(dòng)的距離為20cm，結(jié)合表中序號(hào)4及相關(guān)數(shù)據(jù)，則此滑輪組的機(jī)械效率η=80%．

Answer 1

分析 （1）掌握二力平衡條件，要正確測(cè)出摩擦力的大小，需拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
轉(zhuǎn)換法是中學(xué)物理中一種重要的研究方法，也就是借助某些物體的特性來(lái)研究看不到或不易觀察到物質(zhì)，形象直觀．
（2）摩擦力大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，運(yùn)用控制變量法進(jìn)行分析．
（3）根據(jù)繩子的段數(shù)，求出拉力移動(dòng)的距離s′．根據(jù)W_總=Fs′求出總功；
知道物體移動(dòng)的距離和摩擦力，根據(jù)W_有=fs求出有用功；
知道有用功和總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí)，摩擦力的測(cè)量屬于間接測(cè)量，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的作用力是拉力，彈簧測(cè)力計(jì)不能直接測(cè)量出摩擦力大小，所以在實(shí)驗(yàn)中就需要使木塊保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣摩擦力與拉力二力平衡，利用二力平衡條件得出摩擦力大小，應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法；
（2）由表中①②可知，這兩次實(shí)驗(yàn)壓力相同，接觸面的粗糙程度不同，摩擦力不同，可以驗(yàn)證：B．滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)；其結(jié)論是，在壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙摩擦力越大；
（3）如圖，繩子的段數(shù)為2段，所以拉力移動(dòng)的距離是：s′=2s=2×10cm=20cm；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)③可知，物體與地面間的摩擦力為5.6N，使物體勻速移動(dòng)10cm=0.1m，
所以有用功為：W_有=fs=5.6N×0.1m=0.56J；
則總功為：W_總=Fs′=3.5N×0.2m=0.7J；
滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.56J}{0.7J}$×100%=80%．
故答案為：（1）二力平衡；轉(zhuǎn)換法；（2）B；壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙摩擦力越大；（3）20；80%．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，考查了學(xué)生對(duì)控制變量法的理解和應(yīng)用，本題同時(shí)考查機(jī)械效率的計(jì)算．