探究斜面的機械效率實驗裝置

㈠ 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．

㈡ 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．

㈢ 「探究斜面的機械效率」的實驗裝置如圖所示，某實驗小組提出了「斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關」的

（1）由表中實驗數據可知，η₂=

W2有

W2總

×100%=

1J

1.25J

×100%=80%，W_3有=G₃h₃=5.0N×0.3m=1.5J．
（2）影響斜面機械效率的因素主要有：斜面長度、斜面粗糙程度、斜面傾斜程度、物體的重等．
由表中實驗數據可知，為了得出「斜面越陡，機械效率越高」的實驗結論，需要控制：小車重力、斜面長度、斜面粗糙程度相同．
（3）在斜面高度不變時，斜面越長說明斜面的傾斜程度越緩，當然斜面就越省力．
（4）生活中的斜面很多，如：盤山公路等．
故答案為：（1）80%；1.5J；（2）斜面長度；斜面粗糙程度；（3）省力；（4）盤山公路．

㈣ 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．

㈤ 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．

㈥ 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．

㈦ 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．

㈧ 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）．