Question

2．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積的粗糙程度有關(guān)
為此小明進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：

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)1、2、3，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊，使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡知識(shí)可知滑動(dòng)摩擦力大小等于拉力大�。�
（2）由實(shí)驗(yàn)1、2可驗(yàn)證猜想B（選填“A”或“B”）正確，并可得到的結(jié)論是：在壓力一定時(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20 cm，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）彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，二力大小相等；
（2）分析實(shí)驗(yàn)1、2的相同量和不同量，利用控制變量法得出結(jié)論；
（3）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s_繩=ns_物求出繩子自由端水平移動(dòng)的距離；
物體受到的滑動(dòng)摩擦力只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)；
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{繩}}$求出表中序號(hào)4中滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡條件可得出二者大小相等；
（2）由實(shí)驗(yàn)1、2可知，壓力的大小相同，接觸面的材料不變即接觸面的粗糙程度不同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同即受到的摩擦力不同，且接觸面越粗糙摩擦力越大，可驗(yàn)證猜想B，可得結(jié)論：壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
（3）由圖可知，n=2，則繩子自由端水平移動(dòng)的距離：s_繩=ns_物=2×10cm=20cm，
因物體受到的滑動(dòng)摩擦力只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)，由實(shí)驗(yàn)3可知實(shí)驗(yàn)4受到的摩擦力f=5.6N，
序號(hào)4中滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{繩}}$=$\frac{5.6N×0.1m}{3.5N×0.2m}$×100%=80%．
故答案為：（1）二力平衡；（2）B；在壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大；（3）20；80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了二力平衡條件的應(yīng)用以及利用控制變量法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論以及滑輪組機(jī)械效率公式的應(yīng)用，明確影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素和計(jì)算滑輪組機(jī)械效率時(shí)的有用功是關(guān)鍵．