斜面裝置實驗

① 某同學用下圖所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動。實驗步驟如下

因為 Vo*T + 1/2 a T*T = S 兩邊抄除以襲時間T 有S/T=Vo + 1/2 a*T 圖像表現為直線 斜率為 1/2a 所以2倍為加速度 Vo為初速度 a 為加速度 T為運動時間 S/T 即為圖的縱坐標 T 為橫坐標

② 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．

③ 斜面的機械效率和什麼因素有關馬明同學猜想可能與斜面的傾斜度有關．下面是馬明同學的實驗裝置（1）請

（1）η=

W有

W總

=

0.1J

0.14J

=71.43%．
（2）由表格數據知，結論1：沿斜面向上勻速拉動同一物體時，斜面傾斜角度越大，拉力越大．
結論2：在粗糙程度相同的條件下，斜面坡度越大機械效率越大．
（3）相同條件下，斜面越緩越省力，所以為了省力，設計樓梯要緩一些．
故答案為：（1）71.43；（2）大；大；（3）緩．

④ 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．

⑤ （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．

⑥ 小明和興趣小組的同學們利用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率，同學們對實驗過程和裝置發表了下列不同的

A、物塊在斜面上勻速運動時，沿斜面向上受到拉力作用，沿斜面向下受回到摩擦力和重答力沿斜面的分力作用，所以拉力和摩擦力不是平衡力，故A錯誤；
B、因為斜面的機械效率為η=

W有

W總

=

Gh

FS

，而木塊勻速運動時，拉力F和物重G不變，h與S的比值也不變，所以η不變，故B正確；
C、機械能包括動能和勢能，而木塊勻速運動，所以動能不變；但是物體的高度在增加，所以木塊的重力勢能增大，故木塊的機械能增大，故C錯誤；
D、因為物體沿斜面上升時，要克服摩擦力做功，故D正確．
故選BD．

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 小明同學用如圖所示的裝置測定斜面的機械效率，實驗記錄結果如下表： 實驗次數 斜面傾斜程度 物

（復1）由第3次實驗數據可知，制有用功W_有=Gh=5N×0.3m=1.5J，
總功W_總=Fs=2.4N×1m=2.4J，斜面效率η=

W有

W總

×100%=

1.5J

2.4J

×100%=62.5%；
（2）由表中實驗數據可知，在物重、斜面粗糙程度相同的情況下，斜面越陡斜面機械效率越高；
（3）由表中實驗數據可知，斜面越陡，拉力越大；
故答案為：（1）1.5；2.4；62.5%；（2）越高；（3）大．

⑨ 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．

⑩ 如圖是探究小車在斜面上運動情況的裝置圖．（1）所需測量儀器：①______，②______．（2）實驗步驟：①把

（1）探究小車在斜面上運動情況的原理是v=

s

t

，其中路程s用刻度尺測量，所用時間t用電子表測量．故所需測量儀器是①刻度尺；②電子表；
（2）Ⅰ、由題意知：s_AB=s_BC，由圖知：t_AB=4s，t_BC=2s，
由公式v=

s

t

知：v₁＜v₂，所以小車在斜面上是變速直線運動；
Ⅱ、小車在後一段路程平均速度是v_BC=

sBC

tC-tB

；
Ⅲ、由上知，v₁＜v₂，而v₃是全程的平均速度，所以一定大於v₁，小於v₂，即v₂＞v₃＞v₁．
故答案為：（1）刻度尺；電子表；（2）變速；路程相同，所用時間不同；

sBC

tC-tB

；v₂、v₃、v₁．