測斜面機械效率實驗裝置

① 如圖是小明同學測量斜面機械效率的實驗裝置．實驗時用彈簧測力計拉著重為8N的木塊沿斜面向上做勻速直線運

（1）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△版ABC∽△ADE，如圖所示：權
1.296J0.64m+0.08m=1.8N．
（3）斜面機械效率與物塊重力、斜面傾斜程度和斜面粗糙程度有關，若要探究斜面的機械效率和物體重力的關系，應控制斜面傾斜程度和斜面粗糙程度保持不變．
故答案為：4.8N；62.5%；1.8N；斜面傾斜程度和斜面粗糙程度．

② 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．

③ 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．

④ 探究斜面機械效率所用的儀器有哪些

1、刻度抄尺——用來測量斜面高h、斜面長L
2、彈簧測力計——用來測物重G、沿斜面向上的拉力F
順便說一句，測量儀器是根據測量原理確定的。
例如本實驗，測量原理是：η＝Gh/(FL)。要測這四個物理量應該用什麼儀器就可以知道了。

⑤ 如圖是小明「探究斜面機械效率」的實驗裝置，他在實驗時用彈簧測力計拉著重為6N的木塊分別沿傾斜程度不同

（1）①比較數據中的物重和拉力可知藉助斜面是否省力，根據數據中物體上升高度和沿斜面移動距離可知斜面是否費距離；
②在第2次實驗中：
總功：W_總=Fs=3N×0.5m=1.5J，
有用功：W_有=Gh=6N×0.2m=1.2J，
拉力所做的額外功W_額=W_總-W_有=1.5J-1.2J=0.3J；
（2）明完成兩次實驗後得出的結論具有偶然性，為得到普遍成立的結論應多次實驗、找規律；
（3）實際生活生產中應用斜面工作原理的實例有盤山公路，螺絲釘等．
故答案為：
（1）①拉力；沿斜面移動距離；②0.3；
（2）不可靠；實驗次數太少，結論不具有普遍性；
（3）盤山公路．

⑥ 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．

⑦ 圖所示是小聰探究「斜面的機械效率與哪些因素有關」的實驗裝置．表2是小聰通過實驗得到的部分實驗數據．

（1）只有物體做勻速直線運動時，受到的摩擦力才等於彈簧測力計拉力的大小；
（2）第2次實驗測得的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

7N×0.5m

6N×1m

×100%≈58.3%；
（3）由表中2、4或3、5實驗數據可知，粗糙程度相同的斜面，越平緩的越省力；
（4）分析2、3組數據可知，斜面的傾斜程度相同時，斜面的機械效率與斜面粗糙程度有關，斜面越光滑，機械效率越高；
分析2、4或3、5實驗數可知，斜面粗糙程度相同時，斜面機械效率與斜面傾斜程度有關，斜面越陡，機械效率越高；
故斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和斜面粗糙程度有關；
（5）根據實驗結論可知，提高斜面機械效率的方法有：使斜面更光滑或提高斜面的傾斜程度．
故答案為：
（1）勻速直線；
（2）58.3；
（3）省力；
（4）斜面的傾斜程度；斜面粗糙程度；
（5）使斜面更光滑（或提高斜面的傾斜程度）．

⑧ 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．

⑨ （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．

⑩ 小明設計的「測量斜面機械效率」的實驗

（1）利抄用斜面做功時，克襲服重力做功為有用功，利用W _有 =Gh計算，沿斜面拉力做功為總功，利用W _總 =Fs計算，所以需要測量的物理量有：物體的重力G，沿斜面向上勻速拉動物體的拉力F；斜面的長度L，斜面的高度h，最後由表達式η=

×100%．
（2）斜面的機械效率與它的傾斜程度有什麼關系進行猜想：傾斜程度越大，機械效率越高（或低）．
（3）實驗方法：改變斜面與水平面的夾角，分別在不同角度下測出機械效率，再比較機械效率的大小，得出結論．