斜面的机械效率实验装置

A. 如图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”的实验装置及实验数据记录表： 斜面的倾斜程度 物

（1）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线回运动．
（2）比较表中“答物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据，由实验数据可知，在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械．
（3）由表中实验数据可知，实验控制了斜面长度不变而高度不断变化，斜面的倾斜程度不断变化，实验研究的是斜面成像程度对斜面机械效率的影响，由表中实验数据可知：在物体重力与斜面长度不变时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高．
（4）由表中第2组实验数据可知，W_总=Fs=6.7N×1m=6.7J，
W_有用=Gh=10N×0.3m=3J，额外功：W_额=W_总-W_有用=6.7J-3J=3.7J，
∵W_额=fs，
∴摩擦力f=

W额

s

=

3.7J

1m

=3.7N．
故答案为：（1）匀速直线；（2）沿斜面拉力；省力；（3）斜面倾斜程度；在物体重力与斜面长度不变时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高．（4）3.7．

B. 如图是小明同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置．（1）请计算斜面坡度为60°时的机械效率．（2）请你

（1）W_有=Gh=0.5N×0.28m=0.14J；
W_总=Fs=0.45N×0.4m=0.18J；
η=

W有

W总

=

0.14J

0.18J

×100%=77.8%．
（2）由表中数据知，斜面的粗糙程度、物重、斜面长不变，斜面越缓，拉力越小，机械效率越低．反之，拉力越大，机械效率越高；
（3）由（2）中的分析可知楼梯越缓，上楼所用的力越小．
故答案为：
（1）77.8；
（2）缓，高；
（3）缓．

C. 如图是某一学习小组探究“斜面的机械效率”的实验装置，实验数据记录如表． 斜面的倾斜程度 物

（1）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运专动．
（2）比较表中属“物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据，由实验数据可知，在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械．
（3）由表中实验数据可知，实验控制了斜面长度不变而高度不断变化，斜面的倾斜程度不断变化，实验研究的是斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响，由表中实验数据可知：斜面长度不变时，斜面越高，斜面的效率越大．
故答案为：（1）匀速直线；（2）沿斜面拉力；省力；（3）斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响．

D. （2011杭锦旗）探究“斜面的机械效率”的实验装置如图所示，某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的

（1）η=

W有用

W总

=

1J

1.25J

=80%，W_有用=W_总×η=1.7J×88.24%=1.5J．
（2）影响斜面机械效率的因素主要有：斜面长度、斜面粗糙程专度、斜面倾斜程属度、物体的重等．本实验结论“斜面越陡机械效率越高”是在“斜面长度、斜面粗糙程度和物体的重”这三个因素不变时得出的．
（3）在斜面高度不变时，斜面越长说明斜面的倾斜程度越缓，当然斜面就越省力．生活中的斜面很多，如：盘山公路．
故答案为：（1）80%、1.5J；（2）斜面长度、斜面粗糙程度、小车的重力；（3）省力、盘山公路．

E. 下图是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置

（1）照图那样安装好斜面，将小车放在斜面上。用弹簧秤缓慢地把小回车拉上斜面，答记下弹簧秤的示数F，测出小车沿斜面通过的距离L，用弹簧秤称得小车重G，并测出小车上升的高度h，算出斜面的效率η1＝Gh／FL。
（2）把小车翻过来（轮子朝上）放在斜面上，重复上述实验，根据实验数据算出此时斜面效率η2。
（3）增大斜面的倾角，小车仍翻着放在斜面上重复实验，算出斜面效率η3。
比较η1、η2、η3的大小，可知η1＞η2，η2＜η3。分析实验结果可得：斜面的效率主要受斜面和小车间的摩擦的影响，在（1）中由于轮子和斜面间的滚动摩擦小，必需做的额外功少，效率就高。在（3）中，当倾角增大，车对斜面的压力减小，从而摩擦也减小，因此效率比（2）时高。比较操作（2）、（3）中的F及η的大小，可知斜面越省力其效率不一定越高。

F. 下图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置

解答：

解：（1）由表中数据可见需要测量的物理量有四个：物块的重力、专沿斜面的拉属力、物块上升的高度、物块移动的距离，其中前两个由弹簧测力计完成，后两个由刻度尺来完成测量，因此还需要补充的器材是：刻度尺．

（2）①分析实验1、2，接触面的粗糙程度、物块重相同，斜面的倾斜程度不同，机械效率不同，研究的是斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系（有关）；

分析实验2、3，斜面的倾斜程度、接触面的粗糙程度相同，物块重不同，机械效率相同，研究的是斜面的机械效率与物块重的关系（无关）；

分析实验3、4，斜面的倾斜程度、物块重相同，接触面的粗糙程度不同，机械效率不同，研究的是斜面的机械效率与接触面粗糙程度的关系；

由此可见斜面的机械效率与接触面粗糙程度、物块重斜面、倾斜程度的关系．

故答案为：（1）刻度尺；（2）①接触面粗糙程度；物块重斜面；倾斜程度；②71%．

点评：

本题为斜面机械效率的测量实验，考查了测量工具的选择、机械效率的计算、影响机械效率大小的因素，利用好控制变量法分析是本题的关键．

G. 用如图所示的实验装置测量斜面的机械效率．实验时，沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计，使木块沿斜面匀速上升

（1）第1次实验时：
斜面的有用功W_有=Gh=1.0N×0.10m=0.1J；
总功W_总=Fs=1.0N×0.20m=0.2J；
斜面的效率η=

W有

W总

=

0.1J

0.2J

=50%．
使用该斜面做额外版功的原因：克服权木块和斜面之间的摩擦力做功．
（1）斜面的机械效率跟斜面的高度、斜面的粗糙程度有关，所以探究斜面的机械效率与物体的重力关系，要控制斜面的高度、斜面的粗糙程度不变，实验中只控制斜面的高度相同，采用两个不同物体，没有控制物体和斜面之间的粗糙程度不变．
故答案为：
（1）0.1；50；木块和斜面之间的摩擦力做功；
（2）不能；只控制斜面的高度相同，没有控制物体和斜面之间的粗糙程度不变．

H. （2013海南）如图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表： 斜面的

（1）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动．内
（2）比较表中“容物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据，由实验数据可知，在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械．
（3）由表中实验数据可知，实验控制了斜面长度不变而高度不断变化，斜面的倾斜程度不断变化，实验研究的是斜面成像程度对斜面机械效率的影响，由表中实验数据可知：
斜面长度不变时，斜面越高，斜面的效率越大．
故答案为：（1）匀速直线；（2）沿斜面拉力；省力；（3）斜面倾斜程度；斜面长度不变时，斜面越高，斜面的效率越大．

I. 如图所示，是探究“斜面的机械效率”的实验装置，下表是该组同学记录的部分实验数据． 次数 倾斜程度

（1）由表中实验序号为2的实验数据可知：
W_有=Gh=10N×0.2m=2J，W_总=Fs=4N×1m=4J，效版率η=

W有

W总

×100%=

2J

4J

×100%=50%；
（2）要测量权斜面的机械效率，需要测量力的大小和物重及拉力大小，需要的弹簧测量工具测力计和刻度尺；
（3）在试验过程中，应沿斜面向上拉动木块，使其做匀速直线运动；
（4）由表中实验数据可知，当斜面越陡时，拉力越大，越费力；
（5）由表中实验数据可知，当斜面最陡时，斜面的机械效率最大．
故答案为：（1）2；4；50%；（2）弹簧测力计；刻度尺；（3）匀速直线；（4）费力；（5）最陡．

J. （2013阜新）如图所示是某同学探究“斜面的机械效率”实验装置图．实验前他做了如下猜想：A．斜面的机械

（1）由表中第抄四组实验袭数据可知，W_有=Gh=×0.3m=0.6J，W_总=Fs=1.6N×0.5m=0.8J，
斜面效率η=

W有用

W总

=

0.6J

0.8J

=75%；
（2）由表中3、4两次实验数据可知，在斜面粗糙程度不同而斜面的倾斜程度相同时，
斜面的效率不同，由此可知，斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关，故猜想A正确．
（3）由表中第1、2、3此实验数据可知，当斜面粗糙程度相同时，斜面越陡机械效率越高．
故答案为：（1）如上表所示；（2）3、4；（3）高．