探究機械效率大小的實驗裝置

❶ 某實驗小組探究影響滑輪組機械效率的因素的實驗裝置如圖所示，實驗數據如下表．

（1）實驗中要具體測量物體提升的高度與繩端移動的距離，因此還需增加專刻度尺； （2）當勻屬速拉動彈簧測力計時，其示數才與繩子拉測力計的力大小相等，因此，需勻速拉動； （3）實驗1、2中提升物重相同，動滑輪的個數不同，這樣額外功不同，機械效率便不同，因此說明：滑輪組的機械效率與動滑輪的總重有關； 實驗1、3中滑輪組相同，提升的重物不同，機械效率不同，因此說明：滑輪組的機械效率與提起物體的重力有關． 故答案為：（1）刻度尺；（2）勻速；（3）動滑輪的總重；提起物體的重．

❷ 如圖所示是小華同學探究滑輪組的機械效率的實驗裝置，實驗數據如下表： 實驗次數 鉤碼重G/N 鉤

（1）實驗時，應豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在動滑輪下的物體緩慢上升專；
（2）由屬圖示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數n=3，第3次測量中，
彈簧測力計移動的距離s=nh=3×20cm=60cm；由表中實驗數據可知，滑輪組效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

2N×0.2m

0.75N×0.6m

×100%≈88.9%；
（3）由表中第1、2兩次實驗的實驗數據可知，滑輪組相同而提升鉤碼的重力不同，滑輪組機械效率不同，鉤碼重力越大，滑輪組效率越高，由此可得：使用同一滑輪組，提升重物的重力越大，滑輪組效率越高；
（4）提升重物的重力大小、動滑輪的重力、摩擦力等都會影響滑輪組的效率．
故答案為：（1）勻速；（2）60；88.9%；（3）使用同一滑輪組，提升重物的重力越大，滑輪組效率越高；（4）動滑輪重力．

❸ 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．

❹ 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．

❺ 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。

❻ 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．

❼ 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．

❽ 如圖為「探究滑輪組機械效率」的實驗裝置，鉤碼總重6N，彈簧測力計豎直向上勻速拉動細繩時的示數如圖所示

（1）2.4N； （2）0.24W； 83％ （3） ①減少動滑輪重； ②增加鉤碼個數； ③減少機械摩擦。 （任選兩個即可）

❾ 如圖所示是一學習小組探究「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． 實

（1）第制二次實驗中做的總功為：W_總=Fs=4N×1m=4J，所以機械效率為：η=

W有用

W總

=

2J

4J

=50%；
第三次實驗中做的總功為：W_總=Fs=5N×1m=5J，所以機械效率為：η=

W有用

W總

=

3J

5J

=60%．
（2）在三次實驗中，木塊的重力都是10N，其中斜面較緩時，用的拉力最小，說明此時最省力．
（3）分析表中數據可知，機械效率最大是60%，是斜面最陡時的機械效率．
（4）再進行一次對比實驗4，比如和實驗1對比，除了改變斜面的光滑程度之外，其他的物理量和斜面傾角都不變，根據測量數據算出實驗4的機械效率，進行對比即可．
故答案為：（1）50%，60%；（2）越平緩；（3）最陡；
（4）只改變斜面的光滑程度，保持在實驗1（或2、3）中的物理量及斜面傾斜程度不變，根據測量數據比較實驗4與實驗1（或2、3）的機械效率大小．

❿ 如圖所示，為「測滑輪組的機械效率」的實驗裝置，小紅同學進行了兩次實驗探究，得到如下兩組數據．

（1）由圖可知：n=3
由表格數據可知：
η₁=

G1

nF1

=

1.0N

3×0.50N

≈66.7%，η₂=

G2

nF2

=

2.0N

3×0.67N

≈99.5%
（2）在探究測滑輪組的機械效率的實驗中版，要考慮權動滑輪的重、繩重和摩擦，
所以拉力的大小要大於

1

3

G，而第二組數據中的拉力和

1

3

G相等，故測量數據錯誤．
故答案為：（1）66.7；99.5；（2）測力計的示數錯誤．因為機械效率太大，可能是測力計示數偏小了．