測量斜面實驗裝置

㈠ 如圖是某一學習小組探究「斜面的機械效率」的實驗裝置，實驗數據記錄如表． 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運專動．
（2）比較表中屬「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，實驗研究的是斜面傾斜程度對斜面機械效率的影響，由表中實驗數據可知：斜面長度不變時，斜面越高，斜面的效率越大．
故答案為：（1）勻速直線；（2）沿斜面拉力；省力；（3）斜面傾斜程度對斜面機械效率的影響．

㈡ 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．

㈢ 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．

㈣ 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

㈤ 如圖所示，是探究「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． 次數 傾斜程度

（1）由表中實驗序號為2的實驗數據可知：
W_有=Gh=10N×0.2m=2J，W_總=Fs=4N×1m=4J，效版率η=

W有

W總

×100%=

2J

4J

×100%=50%；
（2）要測量權斜面的機械效率，需要測量力的大小和物重及拉力大小，需要的彈簧測量工具測力計和刻度尺；
（3）在試驗過程中，應沿斜面向上拉動木塊，使其做勻速直線運動；
（4）由表中實驗數據可知，當斜面越陡時，拉力越大，越費力；
（5）由表中實驗數據可知，當斜面最陡時，斜面的機械效率最大．
故答案為：（1）2；4；50%；（2）彈簧測力計；刻度尺；（3）勻速直線；（4）費力；（5）最陡．

㈥ 測量斜面的機械效率：實驗記錄

如圖所示，是用來測量滑輪組機械效率的實驗裝置： （1）實驗時要豎直向上勻速 勻速 拉動彈簧測力計． （2）若鉤碼總重6N，由圖可知拉力為2.4 2.4 N．若將鉤碼上升10cm，則彈簧測力計需向上移動30 30 cm，該滑輪組的機械效率為83.3% 83.3% ． （3）實驗結束後，在全班交流實驗結果時，老師提出：如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變，改變其它因素，是否會影響它的機械效率呢？大家積極思考，提出了各種猜想，概括起來有如下幾種： 猜想1可能與勻速提升的速度大小有關； 猜想2可能與被提升的鉤碼重有關； 猜想3可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重都有關； 猜想4可能與鉤碼被提升的高度有關． 小紅和小華分別根據各自的猜想進行了探究，實驗記錄如下表： ①請幫助完成小華表中的一項計算； ②請根據她倆的實驗記錄，分別寫出探究結果． 小紅的實驗記錄： 小華的實驗記錄： 小紅的探究結果是：滑輪組的機械效率和物體提升速度無關 滑輪組的機械效率和物體提升速度無關 ．

㈦ 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．

㈧ 用如圖所示的實驗裝置測量斜面的機械效率．實驗時，沿斜面向上勻速拉動彈簧測力計，使木塊沿斜面勻速上升

（1）第1次實驗時：
斜面的有用功W_有=Gh=1.0N×0.10m=0.1J；
總功W_總=Fs=1.0N×0.20m=0.2J；
斜面的效率η=

W有

W總

=

0.1J

0.2J

=50%．
使用該斜面做額外版功的原因：克服權木塊和斜面之間的摩擦力做功．
（1）斜面的機械效率跟斜面的高度、斜面的粗糙程度有關，所以探究斜面的機械效率與物體的重力關系，要控制斜面的高度、斜面的粗糙程度不變，實驗中只控制斜面的高度相同，採用兩個不同物體，沒有控制物體和斜面之間的粗糙程度不變．
故答案為：
（1）0.1；50；木塊和斜面之間的摩擦力做功；
（2）不能；只控制斜面的高度相同，沒有控制物體和斜面之間的粗糙程度不變．

㈨ 一位同學設計了用打點計時器測量小車沿斜面下滑的加速度的實驗，實驗裝置示意圖如圖甲所示．已知打點計時

（1）相鄰計時點間的時間間隔為0.02s，則相鄰兩計數點間間隔T=0.02×3s=0.06s．
（2）因為s₂-s₁=0.59cm，s₃-s₂=0.76cm，s₄-s₃=0.78cm，可知s₁的數據專不可靠．
（3）根據屬勻變速直線運動的推論，a1＝

s5?s2

3T2

，a2＝

s6?s3

3T2

，a3＝

s7?s4

3T2

．
則a=

a1+a2+a3

3

＝

s5+s6+s7?s2?s3?s4

9T2

=

(4.58+5.36+6.14?2.28?3.04?3.82)×10?2

9×0.062

≈2.14m/s²．
故答案為：（1）0.06（2）s₁（3）2.14

㈩ 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．