用如圖所示裝置探究斜面機械效率

5. 小剛利用如圖所示的裝置探究「斜面的機械效率」，記錄的數據如下：

（1）實驗過程中應注意：沿斜面向上勻速拉動木塊； （2）W 有用 =Gh=10N×0.2m=2N； W 總 =FL=4N×1m=4J； η= W 有用 W 總 ×100%= 2J 4J ×100%=50%； （3）由表格中數據知，拉力F小於物體的重力G，可知斜面是一種省力機械； 且斜面越陡，在其它條件相同時，斜面的機械效率越高，可知其他因素相同時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高． 故答案為：（1）沿斜面向上勻速拉動木塊； （2）2；50%；（3）省力；高． 斜面傾 斜程度 小車重 G/N 斜面高 h/m 拉力 F/N 斜面長 L/m 有用功 W 有 /J 總功 W/J 機械效率 η 較緩 10 0.1 3 1 1 3 33% 較陡 10 0.2 4 1 2 4 50% 最陡 10 0.4 6 1 4 6 67%

6. 小明和興許小組的同學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看法

【×】A、勻來速拉動木塊兒時，源拉力與摩擦力是一對平衡力。
木塊在斜面上勻速運動的過程中，受到「重力、拉力、支持力、摩擦力」四個力是一組平衡力；
不是「拉力與摩擦力」是一對平衡力。
【√】B、斜面的機械效率與木塊兒被拉動的距離是無關的 。
η=Gh/FL=(G/F)(h/L)，對於傾斜程度一定的斜面，h/L是一定的。
【×】C勻速拉動木塊兒的過程中，木塊兒的機械能是不變的 。
物體在斜面上勻速運動（向上或向下），動能不變，但是重力勢能在變化。

7. 用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率

（1）η= W 有用 W 總 = Gh Fs = 20N×0.3m 15N×0.5m =80%． （2）斜面的機械效率與斜面的粗糙程度、斜面的坡度有關．斜面越光滑專、越屬陡機械效率越高．所以提高斜面機械效率可以減小斜面粗糙程度，或增大斜面的傾斜角度． 故答案為：80%；增大斜面的傾斜角度（或減小斜面粗糙程度等）．

8. 用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率與斜面的粗糙程度的關系．（1）為了探究機械效率和斜面粗糙程度的關

（1）斜面機械效率和三個因素有關，研究與斜面粗糙程度關系時要控制另兩個因素一定，即物回重和斜面答的傾斜程度；
（2）斜面的總長度減去木塊長度是木塊運動的距離，即S₂；
（3）W_有=Gh=3N×0.1m=0.3J； 總功為：W_總=FS=0.5N×0.8m=0.4J；斜面的機械效率為：η=

W有

W總

×100%=

0.3J

0.4J

×100%=75%．
（4）斜面在生活中應用有：盤山公路、引橋、利用斜面從地面向卡車上推重物、殘疾車專用坡道等．
故答案為：
（1）物重和斜面的傾斜程度；（2）S₂；（3）75%；（4）盤山公路（合理即可）．

9. （2011湘潭）下表是李明用如圖所示裝置探究斜面機械效率的實驗數據． 實驗次數 物塊重力G/N 斜

（1）在第2次實驗中，做的有用功是：W_有用=Gh=8N×0.3m=2.4J；做的總功是：W_總=Fs=4N×1m=4J；
所以機械效率版為：η權=

W有用

W總

×100%=

2.4J

4J

×100%=60%．
（2）對比實驗1、2、3中的數據可以發現，三次的物重不同，但斜面長和高均相同，說明這三次實驗是探究斜面機械效率與物重的關系；而三次的機械效率都是60%，說明當斜面粗糙程度和傾斜程度不變時，機械效率與物重大小無關．
（3）在實驗2、4、5中，物塊的重力都是8N，但斜面長相同而不同，說明斜面傾斜角度不同，因此這三次實驗是探究機械效率與斜面傾斜角度的關系；比較三次的機械效率可知，斜面越陡，機械效率越大．
故答案是：（1）60%．
（2）物體重力（或物重、或物塊重力）；不變．
（3）2、4、5或2、4或2、5．
（4）越大（或越高）．

10. 小明用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率，實驗時用彈簧測力計拉著同一木塊沿不同的斜面勻速向上運動，測

（1）選用不同的接觸面材料，目的是研究機械效率與接觸面的粗糙程度的關系；內
（2）有用功容為：W_有=Gh=7N×0.5m=3.5J；
總功為：W_總=FS=6N×1m=6J；
斜面的機械效率為：η=

W有

W總

×100%=

3.5J

6J

×100%=58.3%；
若沒有摩擦時則根據F′L=Gh得：
F′=

Gh

L

=

7N×0.5m

1m

=3.5N，
∴摩擦力為f=F-F′=6N-3.5N=2.5N．
（3）分析第1、2、3次實驗數據，可以得出：當斜面傾角、斜面高、斜面長、物重等條件一定時，發現斜面越粗糙，斜面的機械效率越小；
（4）第1、4、5次實驗數據，目的是研究斜面傾斜程度與斜面的機械效率的關系，但是其中變數太多，沒有控制好變數，即沒有控制斜面的粗糙程度相同．
故答案為：
（1）改變斜面的粗糙程度；
（2）58.3%；2.5；
（3）斜面越粗糙，斜面的機械效率越小；
（4）沒有控制斜面的粗糙程度相同．