斜面实验装置

A. 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．

B. 下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置

Ⅰ（1）表格中三次实验斜面的长都是1m,而斜面的高度在变化,说明研究的是斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系．第1次实验中,斜面的机械效率为
η= W有/W总=Gh/FS=10*0.1/(5*1)=1/5=20%
计算过程也说明,在5J的总功中,只有1J是有用功,而另外4J则在克服摩擦的过程中由机械能转化成了物块与斜面的内能；即
物块和斜面的内能增加了约5-1=4J.
（2）从第1次实验到第3次实验,斜面越来越陡,但斜面的机械效率却由20%升高到60%,变得越来越高．根据控制变量法,若要探究斜面机械效率跟斜面粗糙程度的关系,就应保持斜面的倾斜程度不变；
Ⅱ将相关数据带入公式就可以算出斜面的机械效率,这里还要注意一下长度单位的统一．
η= W有/W总=Gh/FS=25*0.1/(20*0.2)=2.5/4=62.5%．

C. 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．

D. 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．

E. 如图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：斜面的倾斜程度物块重（N）斜面高

（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．
（2）比较表中“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；
（4）第1次实验的数据可知，斜面的有用功为：W_有=Gh=10N×0.1m=1J；W_总=Fs=5.0N×1m=5J；
则额外功W_外=W_总-W_有=5J-1J=4J，因此摩擦力f=

W外

s

=

4J

1m

=4N．
故答案为：（1）匀速；（2）沿斜面拉力；省力；（3）斜面的倾斜程度；其它条件不变时，斜面的倾斜程度越大机械效率越高；（4）1；5；4．

F. 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．

G. 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．

H. 如图所示是某同学探究“斜面的机械率”实验装置图．实验前他做了如下猜想：A、斜面的机械效率可能与斜面

（1）第四次实验的机械效率：η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

5N×0.7m

5.2N×1m

≈67.3%；
（2）由表中3、4两次实验数版据可知，在斜面粗糙程度不同而权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．
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．
（3）通过分析1、2、3次试验数据还可以发现，斜面越缓，拉力越小，因此斜面越缓越省力；
当用弹簧拉着物体沿斜面做匀速向上运动时，物体的受力情况如下图：

由图可见，物体受到重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力，因为支持力不变，所以摩擦力的大小也不变．由于物块又做匀速直线运动，则弹簧测力计的拉力大小等于摩擦力和重力在沿斜面方向的分力的和，所以物块所受的拉力大于物块所受的摩擦力．
故答案为：（1）67.3%（2）3、4；斜面的粗糙程度；高；（4）省力；大于．

I. 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．

J. 橡皮筋铁罐爬斜面实验

（1）铁罐不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点，上一段滚动主要是重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；下一段滚动主要是重力势能和铁罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加；最终是铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为弹性势能．
（2）铁罐由斜面底部自动滚上去，是从最低处滚下时，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，下一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减小，铁罐的动能和重力势能增加；上一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和铁罐的动能减小，重力势能增加；铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能．
故选ABCD．