斜面的機械效率實驗裝置

A. 如圖所示是某一學習小組探究「斜面的機械效率」的實驗裝置及實驗數據記錄表： 斜面的傾斜程度 物

（1）沿斜面拉動木塊時，為使測力計的示數穩定，應盡量使木塊做勻速直線回運動．
（2）比較表中「答物塊重」和「沿斜面的拉力」兩欄對應的數據，由實驗數據可知，在同一次實驗中，拉力總是小於重力，由此可知斜面是一種省力的簡單機械．
（3）由表中實驗數據可知，實驗控制了斜面長度不變而高度不斷變化，斜面的傾斜程度不斷變化，實驗研究的是斜面成像程度對斜面機械效率的影響，由表中實驗數據可知：在物體重力與斜面長度不變時，斜面傾斜程度越大，斜面機械效率越高．
（4）由表中第2組實驗數據可知，W_總=Fs=6.7N×1m=6.7J，
W_有用=Gh=10N×0.3m=3J，額外功：W_額=W_總-W_有用=6.7J-3J=3.7J，
∵W_額=fs，
∴摩擦力f=

W額

s

=

3.7J

1m

=3.7N．
故答案為：（1）勻速直線；（2）沿斜面拉力；省力；（3）斜面傾斜程度；在物體重力與斜面長度不變時，斜面傾斜程度越大，斜面機械效率越高．（4）3.7．

B. 如圖是小明同學做「探究斜面的機械效率」的實驗裝置．（1）請計算斜面坡度為60°時的機械效率．（2）請你

（1）W_有=Gh=0.5N×0.28m=0.14J；
W_總=Fs=0.45N×0.4m=0.18J；
η=

W有

W總

=

0.14J

0.18J

×100%=77.8%．
（2）由表中數據知，斜面的粗糙程度、物重、斜面長不變，斜面越緩，拉力越小，機械效率越低．反之，拉力越大，機械效率越高；
（3）由（2）中的分析可知樓梯越緩，上樓所用的力越小．
故答案為：
（1）77.8；
（2）緩，高；
（3）緩．

C. 如圖是某一學習小組探究「斜面的機械效率」的實驗裝置，實驗數據記錄如表． 斜面的傾斜程度 物

（1）沿斜面拉動木塊時，為使測力計的示數穩定，應盡量使木塊做勻速直線運專動．
（2）比較表中屬「物塊重」和「沿斜面的拉力」兩欄對應的數據，由實驗數據可知，在同一次實驗中，拉力總是小於重力，由此可知斜面是一種省力的簡單機械．
（3）由表中實驗數據可知，實驗控制了斜面長度不變而高度不斷變化，斜面的傾斜程度不斷變化，實驗研究的是斜面傾斜程度對斜面機械效率的影響，由表中實驗數據可知：斜面長度不變時，斜面越高，斜面的效率越大．
故答案為：（1）勻速直線；（2）沿斜面拉力；省力；（3）斜面傾斜程度對斜面機械效率的影響．

D. （2011杭錦旗）探究「斜面的機械效率」的實驗裝置如圖所示，某實驗小組提出了「斜面的機械效率與斜面的

（1）η=

W有用

W總

=

1J

1.25J

=80%，W_有用=W_總×η=1.7J×88.24%=1.5J．
（2）影響斜面機械效率的因素主要有：斜面長度、斜面粗糙程專度、斜面傾斜程屬度、物體的重等．本實驗結論「斜面越陡機械效率越高」是在「斜面長度、斜面粗糙程度和物體的重」這三個因素不變時得出的．
（3）在斜面高度不變時，斜面越長說明斜面的傾斜程度越緩，當然斜面就越省力．生活中的斜面很多，如：盤山公路．
故答案為：（1）80%、1.5J；（2）斜面長度、斜面粗糙程度、小車的重力；（3）省力、盤山公路．

E. 下圖是小明同學探究斜面機械效率跟什麼因素有關的實驗裝置

（1）照圖那樣安裝好斜面，將小車放在斜面上。用彈簧秤緩慢地把小回車拉上斜面，答記下彈簧秤的示數F，測出小車沿斜面通過的距離L，用彈簧秤稱得小車重G，並測出小車上升的高度h，算出斜面的效率η1＝Gh／FL。
（2）把小車翻過來（輪子朝上）放在斜面上，重復上述實驗，根據實驗數據算出此時斜面效率η2。
（3）增大斜面的傾角，小車仍翻著放在斜面上重復實驗，算出斜面效率η3。
比較η1、η2、η3的大小，可知η1＞η2，η2＜η3。分析實驗結果可得：斜面的效率主要受斜面和小車間的摩擦的影響，在（1）中由於輪子和斜面間的滾動摩擦小，必需做的額外功少，效率就高。在（3）中，當傾角增大，車對斜面的壓力減小，從而摩擦也減小，因此效率比（2）時高。比較操作（2）、（3）中的F及η的大小，可知斜面越省力其效率不一定越高。

F. 下圖是探究斜面的機械效率跟什麼因素有關的實驗裝置

解答：

解：（1）由表中數據可見需要測量的物理量有四個：物塊的重力、專沿斜面的拉屬力、物塊上升的高度、物塊移動的距離，其中前兩個由彈簧測力計完成，後兩個由刻度尺來完成測量，因此還需要補充的器材是：刻度尺．

（2）①分析實驗1、2，接觸面的粗糙程度、物塊重相同，斜面的傾斜程度不同，機械效率不同，研究的是斜面的機械效率與斜面傾斜程度的關系（有關）；

分析實驗2、3，斜面的傾斜程度、接觸面的粗糙程度相同，物塊重不同，機械效率相同，研究的是斜面的機械效率與物塊重的關系（無關）；

分析實驗3、4，斜面的傾斜程度、物塊重相同，接觸面的粗糙程度不同，機械效率不同，研究的是斜面的機械效率與接觸面粗糙程度的關系；

由此可見斜面的機械效率與接觸面粗糙程度、物塊重斜面、傾斜程度的關系．

故答案為：（1）刻度尺；（2）①接觸面粗糙程度；物塊重斜面；傾斜程度；②71%．

點評：

本題為斜面機械效率的測量實驗，考查了測量工具的選擇、機械效率的計算、影響機械效率大小的因素，利用好控制變數法分析是本題的關鍵．

G. 用如圖所示的實驗裝置測量斜面的機械效率．實驗時，沿斜面向上勻速拉動彈簧測力計，使木塊沿斜面勻速上升

（1）第1次實驗時：
斜面的有用功W_有=Gh=1.0N×0.10m=0.1J；
總功W_總=Fs=1.0N×0.20m=0.2J；
斜面的效率η=

W有

W總

=

0.1J

0.2J

=50%．
使用該斜面做額外版功的原因：克服權木塊和斜面之間的摩擦力做功．
（1）斜面的機械效率跟斜面的高度、斜面的粗糙程度有關，所以探究斜面的機械效率與物體的重力關系，要控制斜面的高度、斜面的粗糙程度不變，實驗中只控制斜面的高度相同，採用兩個不同物體，沒有控制物體和斜面之間的粗糙程度不變．
故答案為：
（1）0.1；50；木塊和斜面之間的摩擦力做功；
（2）不能；只控制斜面的高度相同，沒有控制物體和斜面之間的粗糙程度不變．

H. （2013海南）如圖所示是某一學習小組探究「斜面的機械效率」實驗裝置及實驗數據記錄表： 斜面的

（1）沿斜面拉動木塊時，為使測力計的示數穩定，應盡量使木塊做勻速直線運動．內
（2）比較表中「容物塊重」和「沿斜面的拉力」兩欄對應的數據，由實驗數據可知，在同一次實驗中，拉力總是小於重力，由此可知斜面是一種省力的簡單機械．
（3）由表中實驗數據可知，實驗控制了斜面長度不變而高度不斷變化，斜面的傾斜程度不斷變化，實驗研究的是斜面成像程度對斜面機械效率的影響，由表中實驗數據可知：
斜面長度不變時，斜面越高，斜面的效率越大．
故答案為：（1）勻速直線；（2）沿斜面拉力；省力；（3）斜面傾斜程度；斜面長度不變時，斜面越高，斜面的效率越大．

I. 如圖所示，是探究「斜面的機械效率」的實驗裝置，下表是該組同學記錄的部分實驗數據． 次數 傾斜程度

（1）由表中實驗序號為2的實驗數據可知：
W_有=Gh=10N×0.2m=2J，W_總=Fs=4N×1m=4J，效版率η=

W有

W總

×100%=

2J

4J

×100%=50%；
（2）要測量權斜面的機械效率，需要測量力的大小和物重及拉力大小，需要的彈簧測量工具測力計和刻度尺；
（3）在試驗過程中，應沿斜面向上拉動木塊，使其做勻速直線運動；
（4）由表中實驗數據可知，當斜面越陡時，拉力越大，越費力；
（5）由表中實驗數據可知，當斜面最陡時，斜面的機械效率最大．
故答案為：（1）2；4；50%；（2）彈簧測力計；刻度尺；（3）勻速直線；（4）費力；（5）最陡．

J. （2013阜新）如圖所示是某同學探究「斜面的機械效率」實驗裝置圖．實驗前他做了如下猜想：A．斜面的機械

（1）由表中第抄四組實驗襲數據可知，W_有=Gh=×0.3m=0.6J，W_總=Fs=1.6N×0.5m=0.8J，
斜面效率η=

W有用

W總

=

0.6J

0.8J

=75%；
（2）由表中3、4兩次實驗數據可知，在斜面粗糙程度不同而斜面的傾斜程度相同時，
斜面的效率不同，由此可知，斜面的機械效率與斜面的粗糙程度有關，故猜想A正確．
（3）由表中第1、2、3此實驗數據可知，當斜面粗糙程度相同時，斜面越陡機械效率越高．
故答案為：（1）如上表所示；（2）3、4；（3）高．