斜面機械效率實驗裝置

A. （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．

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．

D. 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。

E. （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．

F. （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．

G. 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．

H. 回顧實驗和探究：測量斜面機械效率的實驗裝置如圖（1）實驗所用的測量工具______和______．（2）下表為某

（1）實驗所用的測量工具彈簧測力計和刻度尺．
（2）①由表中第三組實驗數據可知，有用功W=Gh=3N×0.1m=0.3J，
總功W_總=Fs=2.5N×0.2m=0.5J；斜面的機械效率η=

W

W總

=

0.3J

0.5J

=60%，
實驗數據如下表所示．

接觸面	粗糙程度	物重/N	斜面高度/m	斜面長/m	拉力/N	機械效率
木板面	光滑	6	0.1	0.2	4	75%
木板面	光滑	3	0.1	0.2	2	75%
毛巾面	粗糙	3	0.1	0.2	2.5	60%

②a、由表中前兩次實驗數據可知，同一斜面，物體的重力不同，斜面的機械效率相同，
由此可知，同一斜面的機械效率大小與重物的重力無關．
b、由後兩次實驗的實驗數據可知，在斜面的高度和長度一定時，斜面越粗糙，機械效率越低；
綜合分析可知：在斜面高度和長度一定時，斜面的機械效率與物體的重力無關，與斜面的粗糙程度有關，斜面越粗糙，機械效率越低．
故答案為：（1）彈簧測力計；刻度尺；（2）①實驗數據如上表所示；②在斜面高度和長度一定時，斜面的機械效率與物體的重力無關，與斜面的粗糙程度有關，斜面越粗糙，機械效率越低；a、無關；b、低．

I. 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．

J. 如圖是測量斜面機械效率的實驗裝置，已知物重G為8N，彈簧測力計的示數如圖所示，下列有關實驗過程的說法

（1）實驗過程中要求沿斜面向上勻速直線拉動彈簧測力計，故B正確；
（2）彈簧測力計的分度值為0.2N，所以拉力的大小為4.8N，
拉力做的總功W_總=Fs=4.8N×（0.64m+0.08m）=3.456J，
因△ABC∽△ADE，如圖所示：

所以物體上升的高度h=

AB×DE

AD

=

72cm×30cm

80cm

=27cm=0.27m，
有用功W_有=Gh=8N×0.27m=2.16J，故A錯誤；
斜面的機械效率η=

W有用

W總

×100%=

2.16J

3.456J

×100%=62.5%，故C正確；
（3）摩擦力做的功W_額=W_總-W_有=3.456J-2.16J=1.296J，
∵W_額=fs，
∴摩擦力f=

W額

s

=

1.296J

0.64+0.08m

=1.8N，故D正確．
故選A．