Question

小红学过“机械效率”后，产生了两个猜想：
猜想①：“斜面的机械效率越高斜面就越省力”
猜想②：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率”
现提供给的器材有：a．一块长木板、b．一块一端带有小钩的长方体木块、c．棉布、d．毛巾、f．弹簧测力计、g．几个方木块．请你选取一些必要的器材验证其中一个猜想：
（1）你要验证的猜想是：________．
（2）你选用的器材（编号）：________．
（3）写出验证的主要实验步骤及分析．

Answer 1

答：解法一：（1）验证猜想①；
（2）选用的器材：a、b、f、g；
（3）步骤：
A、用弹簧测力计测得长方体木块的重G；
B、用长木板作斜面，如图所示，用弹簧测力计将长方体木块匀速拉上斜面；
C、分别测出拉力F₁及小车移动的距离s₁和升高的高度h₁；
D、加方木块，改变斜面的高度，再做2次实验，得出相应数据：F₂、s₂、h₂和F₃、s₃、h₃．
分析：算出三次实验的机械效率：η₁=、η₂=、η₃=与拉力F₁、F₂、F₃对应比较可得出结论．
解法二：（1）验证猜想②；
（2）选用的器材：a、b、c、d、f、g；
（3）步骤：
A、用弹簧测力计测得长方体木块的重G；
B、将毛巾垫在长木板上作斜面，如图所示，用弹簧测力计将长方体木块匀速拉上斜面；
C、分别测出拉力F₁及小车移动的距离s₁和升高的高度h₁；
D、将毛巾换作棉布，再做1次实验，得出相应数据：F₂、s₂、h₂．
E、将棉布撤掉，再做1次实验，得出相应数据：F₃、s₃、h₃．
分析：斜面的表面从毛巾→棉布→木板，接触面粗糙程度减小，摩擦力减小．所以，算出两次实验的机械效率：η₁=、η₂=、η₃=与接触面粗糙程度对应比较可得出结论．
分析：（1）解法一：在长木板下垫方木块，制成斜面，用弹簧测力计匀速直线拉动长方块沿斜面上升，记下拉力大小、长木块运动的距离、斜面的高度、长木块的重力，根据η==求出机械效率，通过增加斜面下方木块的数量来改变斜面高度，进行三次实验，比较机械效率和拉力的关系，验证“斜面的机械效率越高斜面就越省力”是否正确．
（2）解法二：在长木板下垫方木块，制成斜面，斜面上铺毛巾，用弹簧测力计匀速直线拉动长方块沿斜面上升，记下拉力大小、长木块运动的距离、斜面的高度、长木块的重力，根据η==求出机械效率．把毛巾表面换成棉布、长木板进行三次实验．比较机械效率和斜面粗糙程度的关系，验证“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率”是否正确．
点评：通过改变斜面的高度，或改变斜面的粗糙程度，测量拉力、木块运动距离、木块重力、斜面高度，根据η==求出机械效率，比较机械效率和拉力、机械效率和斜面粗糙程度的关系，即可得出结论．