测量斜面实验装置

㈠ 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．

㈡ 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．

㈢ 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．

㈣ 如图是小丽测定斜面机械效率的装置图．（1）实验原理是______．（2）所用的器材有斜面、物体、弹簧测力计

（1）测定斜面机械效率的实验原理是η=

W有

W总

×100%；
（2）求机械效率，要知道有用功和总功，求功的大小要知道力和在力的方向上移动的距离，故所用的器材有斜面、物体、弹簧测力计、刻度尺；
（3）①由表中第二行数据知：W_有=Gh=10N×0.2m=2J；W_总=Fs=4N×1m=4J；η=

W有

W总

×100%=

2J

4J

×100%=50%；
②分析表中第一列与最后一列知：相同的斜面越陡，斜面的机械效率越高．
分析表中第一列与第四列知：相同的斜面越缓，越省力．
③如果其他条件不变，斜面越粗糙，滑动摩擦力越大，克服摩擦力做功越多，即所做的额外功越多，有用功不变，做功变大，根据η=

W有

W总

，所以导致机械效率越小；
故答案为：（1）η=

W有

W总

×100%；
（2）刻度尺；（3）①2；4；50%；②大；费；③小

㈤ 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．

㈥ 测量斜面的机械效率：实验记录

如图所示，是用来测量滑轮组机械效率的实验装置： （1）实验时要竖直向上匀速 匀速 拉动弹簧测力计． （2）若钩码总重6N，由图可知拉力为2.4 2.4 N．若将钩码上升10cm，则弹簧测力计需向上移动30 30 cm，该滑轮组的机械效率为83.3% 83.3% ． （3）实验结束后，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其它因素，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种： 猜想1可能与匀速提升的速度大小有关； 猜想2可能与被提升的钩码重有关； 猜想3可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关； 猜想4可能与钩码被提升的高度有关． 小红和小华分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表： ①请帮助完成小华表中的一项计算； ②请根据她俩的实验记录，分别写出探究结果． 小红的实验记录： 小华的实验记录： 小红的探究结果是：滑轮组的机械效率和物体提升速度无关 滑轮组的机械效率和物体提升速度无关 ．

㈦ 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．

㈧ 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．

㈨ 一位同学设计了用打点计时器测量小车沿斜面下滑的加速度的实验，实验装置示意图如图甲所示．已知打点计时

（1）相邻计时点间的时间间隔为0.02s，则相邻两计数点间间隔T=0.02×3s=0.06s．
（2）因为s₂-s₁=0.59cm，s₃-s₂=0.76cm，s₄-s₃=0.78cm，可知s₁的数据专不可靠．
（3）根据属匀变速直线运动的推论，a1＝

s5?s2

3T2

，a2＝

s6?s3

3T2

，a3＝

s7?s4

3T2

．
则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．
故答案为：（1）0.06（2）s₁（3）2.14

㈩ 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．