如图所示装置探究斜面的机械效率

⑴ 小明和兴许小组的同学利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学们对实验过程和装置发表了下列不同看法

【×】A、匀来速拉动木块儿时，源拉力与摩擦力是一对平衡力。
木块在斜面上匀速运动的过程中，受到“重力、拉力、支持力、摩擦力”四个力是一组平衡力；
不是“拉力与摩擦力”是一对平衡力。
【√】B、斜面的机械效率与木块儿被拉动的距离是无关的 。
η=Gh/FL=(G/F)(h/L)，对于倾斜程度一定的斜面，h/L是一定的。
【×】C匀速拉动木块儿的过程中，木块儿的机械能是不变的 。
物体在斜面上匀速运动（向上或向下），动能不变，但是重力势能在变化。

⑵ 用如图所示的装置探究斜面的机械效率与斜面的粗糙程度的关系．（1）为了探究机械效率和斜面粗糙程度的关

（1）斜面机械效率和三个因素有关，研究与斜面粗糙程度关系时要控制另两个因素一定，即物回重和斜面答的倾斜程度；
（2）斜面的总长度减去木块长度是木块运动的距离，即S₂；
（3）W_有=Gh=3N×0.1m=0.3J； 总功为：W_总=FS=0.5N×0.8m=0.4J；斜面的机械效率为：η=

W有

W总

×100%=

0.3J

0.4J

×100%=75%．
（4）斜面在生活中应用有：盘山公路、引桥、利用斜面从地面向卡车上推重物、残疾车专用坡道等．
故答案为：
（1）物重和斜面的倾斜程度；（2）S₂；（3）75%；（4）盘山公路（合理即可）．

⑶ 小明用如图所示的装置探究斜面的机械效率，实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动，测

（1）选用不同的接触面材料，目的是研究机械效率与接触面的粗糙程度的关系；内
（2）有用功容为：W_有=Gh=7N×0.5m=3.5J；
总功为：W_总=FS=6N×1m=6J；
斜面的机械效率为：η=

W有

W总

×100%=

3.5J

6J

×100%=58.3%；
若没有摩擦时则根据F′L=Gh得：
F′=

Gh

L

=

7N×0.5m

1m

=3.5N，
∴摩擦力为f=F-F′=6N-3.5N=2.5N．
（3）分析第1、2、3次实验数据，可以得出：当斜面倾角、斜面高、斜面长、物重等条件一定时，发现斜面越粗糙，斜面的机械效率越小；
（4）第1、4、5次实验数据，目的是研究斜面倾斜程度与斜面的机械效率的关系，但是其中变量太多，没有控制好变量，即没有控制斜面的粗糙程度相同．
故答案为：
（1）改变斜面的粗糙程度；
（2）58.3%；2.5；
（3）斜面越粗糙，斜面的机械效率越小；
（4）没有控制斜面的粗糙程度相同．

⑷ 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．

⑸ 小明和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的

A、物块在斜面上匀速运动时，沿斜面向上受到拉力作用，沿斜面向下受回到摩擦力和重答力沿斜面的分力作用，所以拉力和摩擦力不是平衡力，故A错误；
B、因为斜面的机械效率为η=

W有

W总

=

Gh

FS

，而木块匀速运动时，拉力F和物重G不变，h与S的比值也不变，所以η不变，故B正确；
C、机械能包括动能和势能，而木块匀速运动，所以动能不变；但是物体的高度在增加，所以木块的重力势能增大，故木块的机械能增大，故C错误；
D、因为物体沿斜面上升时，要克服摩擦力做功，故D正确．
故选BD．

⑹ 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．

⑺ 如图所示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．实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙

（1）题中保证了斜面的粗糙程度一定，斜面的倾斜程度不同，是探究斜面机械效率和斜面倾斜程度的关系；
第一次实验中，拉力做的总功：
W_总=Fs=5.0N×1m=5J，
有用功：
W_有用=Gh=10N×0.1m=1J，
斜面的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

1J

5J

×100%=20%，
额外功为物块克服与斜面之间的摩擦力所做的功，则
W_额=W_总-W_有用=5J-1J=4J，
由W_额=fs可得，摩擦力的大小：
f=

W额

s

=

4J

1m

=4N；
（2）分析表中数据可知：斜面的倾斜程度越大，即斜面越陡，斜面的机械效率越高；
要探究斜面机械效率和斜面粗糙程度的关系，就要控制斜面的倾斜程度一定．
故答案为：
（1）斜面的倾斜程度；5；20%；4；
（2）高；斜面倾斜程度；控制变量法．

⑻ 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．