在影響機械效率的許多因素中,摩擦是一個重要因素.但我們想研究另一方面的問題,即:光滑程度一樣的斜面,當它的傾斜程度不同時,斜面的機械效率是否相同.
如圖所示,已經給出了一些實驗器材,你還可以另外再選用一些器材來研究這一問題.
(1)簡述你的實驗設計思路.
(2)簡述實驗步驟(其中應明確需要測量的物理量,用相應的符號表示清楚;列出數據處理的表達式)
解:(1)實驗設計思路:
將一塊長木板的一端墊高,構成長度一定、高度可調的斜面,用彈簧測力計拉著同一木塊沿相同的斜面勻速向上運動,分別測出木塊的重力和對斜面物體的拉力以及斜面的長度、高度,代入斜面機械效率公式求出其大小;然后其它因素不變,只改變斜面的傾斜程度,重復以上實驗兩次,最后比較斜面機械效率的大小即可驗證.
(2)實驗步驟:
①將一塊長木板墊高,組成一個較緩的斜面;
②用刻度尺測出斜面的長度s和高度h;
③用細繩拴好長木塊,掛在彈簧測力計下,測出木塊的重力為G;
④從斜面的底端沿斜面勻速拉動木塊,使它沿斜面上升,同時讀出彈簧測力計的示數F,求出斜面的機械效率;
⑤再將長木板墊高兩次,一次相對較陡,另一次最陡,重復前面的實驗過程,比較三次斜面的機械效率即可驗證.
(1)探究斜面的機械效率與斜面傾斜程度的關系時,應控制其它因素不變,只改變斜面的傾斜程度;
(2)根據斜面的機械效率η==設計思路和實驗步驟.
點評:本題考查了探究斜面機械效率與斜面傾斜程度關系的實驗,利用好控制變量法和知道實驗的原理是關鍵.