测斜面机械效率实验装置

① 如图是小明同学测量斜面机械效率的实验装置．实验时用弹簧测力计拉着重为8N的木块沿斜面向上做匀速直线运

（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，所以拉力的大小为4.8N，
拉力做的总功W_总=Fs=4.8N×（0.64m+0.08m）=3.456J，
因△版ABC∽△ADE，如图所示：权
1.296J0.64m+0.08m=1.8N．
（3）斜面机械效率与物块重力、斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关，若要探究斜面的机械效率和物体重力的关系，应控制斜面倾斜程度和斜面粗糙程度保持不变．
故答案为：4.8N；62.5%；1.8N；斜面倾斜程度和斜面粗糙程度．

② 如图是测量斜面机械效率的实验装置，已知物重G为8N，弹簧测力计的示数如图所示，下列有关实验过程的说法

（1）实验过程中要求沿斜面向上匀速直线拉动弹簧测力计，故B正确；
（2）弹簧测力计的分度值为0.2N，所以拉力的大小为4.8N，
拉力做的总功W_总=Fs=4.8N×（0.64m+0.08m）=3.456J，
因△ABC∽△ADE，如图所示：

所以物体上升的高度h=

AB×DE

AD

=

72cm×30cm

80cm

=27cm=0.27m，
有用功W_有=Gh=8N×0.27m=2.16J，故A错误；
斜面的机械效率η=

W有用

W总

×100%=

2.16J

3.456J

×100%=62.5%，故C正确；
（3）摩擦力做的功W_额=W_总-W_有=3.456J-2.16J=1.296J，
∵W_额=fs，
∴摩擦力f=

W额

s

=

1.296J

0.64+0.08m

=1.8N，故D正确．
故选A．

③ 回顾实验和探究：测量斜面机械效率的实验装置如图（1）实验所用的测量工具______和______．（2）下表为某

（1）实验所用的测量工具弹簧测力计和刻度尺．
（2）①由表中第三组实验数据可知，有用功W=Gh=3N×0.1m=0.3J，
总功W_总=Fs=2.5N×0.2m=0.5J；斜面的机械效率η=

W

W总

=

0.3J

0.5J

=60%，
实验数据如下表所示．

接触面	粗糙程度	物重/N	斜面高度/m	斜面长/m	拉力/N	机械效率
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、由表中前两次实验数据可知，同一斜面，物体的重力不同，斜面的机械效率相同，
由此可知，同一斜面的机械效率大小与重物的重力无关．
b、由后两次实验的实验数据可知，在斜面的高度和长度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低；
综合分析可知：在斜面高度和长度一定时，斜面的机械效率与物体的重力无关，与斜面的粗糙程度有关，斜面越粗糙，机械效率越低．
故答案为：（1）弹簧测力计；刻度尺；（2）①实验数据如上表所示；②在斜面高度和长度一定时，斜面的机械效率与物体的重力无关，与斜面的粗糙程度有关，斜面越粗糙，机械效率越低；a、无关；b、低．

④ 探究斜面机械效率所用的仪器有哪些

1、刻度抄尺——用来测量斜面高h、斜面长L
2、弹簧测力计——用来测物重G、沿斜面向上的拉力F
顺便说一句，测量仪器是根据测量原理确定的。
例如本实验，测量原理是：η＝Gh/(FL)。要测这四个物理量应该用什么仪器就可以知道了。

⑤ 如图是小明“探究斜面机械效率”的实验装置，他在实验时用弹簧测力计拉着重为6N的木块分别沿倾斜程度不同

（1）①比较数据中的物重和拉力可知借助斜面是否省力，根据数据中物体上升高度和沿斜面移动距离可知斜面是否费距离；
②在第2次实验中：
总功：W_总=Fs=3N×0.5m=1.5J，
有用功：W_有=Gh=6N×0.2m=1.2J，
拉力所做的额外功W_额=W_总-W_有=1.5J-1.2J=0.3J；
（2）明完成两次实验后得出的结论具有偶然性，为得到普遍成立的结论应多次实验、找规律；
（3）实际生活生产中应用斜面工作原理的实例有盘山公路，螺丝钉等．
故答案为：
（1）①拉力；沿斜面移动距离；②0.3；
（2）不可靠；实验次数太少，结论不具有普遍性；
（3）盘山公路．

⑥ 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．

⑦ 图所示是小聪探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”的实验装置．表2是小聪通过实验得到的部分实验数据．

（1）只有物体做匀速直线运动时，受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小；
（2）第2次实验测得的机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

7N×0.5m

6N×1m

×100%≈58.3%；
（3）由表中2、4或3、5实验数据可知，粗糙程度相同的斜面，越平缓的越省力；
（4）分析2、3组数据可知，斜面的倾斜程度相同时，斜面的机械效率与斜面粗糙程度有关，斜面越光滑，机械效率越高；
分析2、4或3、5实验数可知，斜面粗糙程度相同时，斜面机械效率与斜面倾斜程度有关，斜面越陡，机械效率越高；
故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面粗糙程度有关；
（5）根据实验结论可知，提高斜面机械效率的方法有：使斜面更光滑或提高斜面的倾斜程度．
故答案为：
（1）匀速直线；
（2）58.3；
（3）省力；
（4）斜面的倾斜程度；斜面粗糙程度；
（5）使斜面更光滑（或提高斜面的倾斜程度）．

⑧ 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．

⑨ （2013武汉模拟）如图是某小组同学测量斜面机械效率的实验装置．实验时，用木块将带有刻度的平木板垫起

（1）由图可知，物体在斜面上移动的距离s₁=80cm=0.8m，上升的高度h=40cm=0.4m；
滑轮组的机械效率η₁=

W有1

W总1

=

G1h1

F1s1

=

2N×0.4m

1.1N×0.8m

≈90.9%．
（2）若将木块向右移，使木块左端与长木板90cm处对齐时，
物体在斜面上移动的距离s₁=0.9m，上升的高度h=30cm=0.3m；
滑轮组的机械效率η₂=

W有2

W总2

=

G2h2

F2s2

=

2N×0.3m

0.8N×0.9m

≈83.3%，
比较（1）、（2）可知，斜面的倾斜程度不同，斜面的机械效率不同，故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关．
（3）当将小车四轮朝上倒置时，变滚动摩擦为滑动摩擦，摩擦力变大；
根据二力平衡条件可知，弹簧测力计的示数变大；
摩擦力变大时，木块克服斜面的摩擦所做的额外功变大，在有用功不变时，斜面的机械效率变小；
从而可知斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关．
故答案为：（1）90.9%；（2）83.3%；倾斜程度；（3）大；小；粗糙程度．

⑩ 小明设计的“测量斜面机械效率”的实验

（1）利抄用斜面做功时，克袭服重力做功为有用功，利用W _有 =Gh计算，沿斜面拉力做功为总功，利用W _总 =Fs计算，所以需要测量的物理量有：物体的重力G，沿斜面向上匀速拉动物体的拉力F；斜面的长度L，斜面的高度h，最后由表达式η=

×100%．
（2）斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系进行猜想：倾斜程度越大，机械效率越高（或低）．
（3）实验方法：改变斜面与水平面的夹角，分别在不同角度下测出机械效率，再比较机械效率的大小，得出结论．