測斜面機械效率的實驗裝置

（1）90.9%（2） 83.3%傾斜程度．（3） 大，小． 粗糙程度

5. （2013武漢模擬）如圖是某小組同學測量斜面機械效率的實驗裝置．實驗時，用木塊將帶有刻度的平木板墊起

（1）由圖可知，物體在斜面上移動的距離s₁=80cm=0.8m，上升的高度h=40cm=0.4m；
滑輪組的機械效率η₁=

W有1

W總1

=

G1h1

F1s1

=

2N×0.4m

1.1N×0.8m

≈90.9%．
（2）若將木塊向右移，使木塊左端與長木板90cm處對齊時，
物體在斜面上移動的距離s₁=0.9m，上升的高度h=30cm=0.3m；
滑輪組的機械效率η₂=

W有2

W總2

=

G2h2

F2s2

=

2N×0.3m

0.8N×0.9m

≈83.3%，
比較（1）、（2）可知，斜面的傾斜程度不同，斜面的機械效率不同，故斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關．
（3）當將小車四輪朝上倒置時，變滾動摩擦為滑動摩擦，摩擦力變大；
根據二力平衡條件可知，彈簧測力計的示數變大；
摩擦力變大時，木塊克服斜面的摩擦所做的額外功變大，在有用功不變時，斜面的機械效率變小；
從而可知斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度有關．
故答案為：（1）90.9%；（2）83.3%；傾斜程度；（3）大；小；粗糙程度．

6. 如圖是小麗測定斜面機械效率的裝置圖．（1）實驗原理是______．（2）所用的器材有斜面、物體、彈簧測力計

（1）測定斜面機械效率的實驗原理是η=

W有

W總

×100%；
（2）求機械效率，要知道有用功和總功，求功的大小要知道力和在力的方向上移動的距離，故所用的器材有斜面、物體、彈簧測力計、刻度尺；
（3）①由表中第二行數據知：W_有=Gh=10N×0.2m=2J；W_總=Fs=4N×1m=4J；η=

W有

W總

×100%=

2J

4J

×100%=50%；
②分析表中第一列與最後一列知：相同的斜面越陡，斜面的機械效率越高．
分析表中第一列與第四列知：相同的斜面越緩，越省力．
③如果其他條件不變，斜面越粗糙，滑動摩擦力越大，克服摩擦力做功越多，即所做的額外功越多，有用功不變，做功變大，根據η=

W有

W總

，所以導致機械效率越小；
故答案為：（1）η=

W有

W總

×100%；
（2）刻度尺；（3）①2；4；50%；②大；費；③小

7. 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．

8. （1）小李同學在測斜面機械效率的實驗中，使用圖1所示的裝置，他將木塊從斜面底部用彈簧測力計沿斜面方向

（1）由圖抄知，彈簧測力計的示數F=1N，
W_有=Gh=2N×0.2m=0.4J；
W_總=Fs=1N×0.5m=0.5J；
η=

W有

W總

=

0.4J

0.5J

=80%．故答案如下表所示：

木塊重 G/N	斜面高 h/m	沿斜面的拉力F/N	斜面長 S/m	有用功 W有/J	總功 W總/J	機械效率 η
2	0.2	1	0.5	0.4	0.5	80%

（2）①分析表中第2列、第3列、第4列，使用斜面時越省力就越要多移動距離．
②分析第2列、第4列、第7列數據，物重、斜面粗糙程度相同時，斜面越陡（或斜面傾斜程度越大），機械效率越高．
③若忽略摩擦，小車重G、斜面高h、沿斜面方向的拉力F、斜面長s這幾個量的關系是：Fs=Gh．
故答案為：①增大；②物重、斜面粗糙程度相同時，斜面越陡（或斜面傾斜程度越大），機械效率越高；③Fs=Gh．

9. 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．

10. 小李同學在測斜面機械效率的實驗中，使用如圖所示的裝置，他將木塊從斜面底部用彈簧測力計沿斜面方向勻速

由表中數據知，彈簧測力計的示數F=4N，
W_有=Gh=2N×0.2m=0.4J；
W_總=Fs=1N×0.5m=0.5J；
η=

W有

W總

×100%=

0.4J

0.5J

×100%=80%．
故答案為：0.4；0.5；80%．