斜面机械效率的测量实验知识点

1.探究目的
机械效率的大小与什么因素有关
2.猜想与假设
机械效率的大小与斜面的倾斜程度有关
3.探究方法
控制变量法
4.实验数据

实验次数	斜面的倾斜程度	物体重G/N	物体上升高度h/m	沿斜面拉力F/N	物体移动距离s/m	有用功W_有/J	总功W_总/J	机械效率η
1	较缓	5.0	0.10	1.6	0.50	0.50	0.80	63%
2	较陡	5.0	0.15	2.2	0.50	0.75	1.1	68%
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.50

5.实验结论
机械效率的大小与斜面的倾斜程度有关，在光滑程度一定的情况下，斜面越陡，机械效率越高。

斜面机械效率的测量实验知识点题库

用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表．

实验次数	物体种类	物重G/N	斜面高h/cm	沿斜面的拉力F/N	斜面长s/cm	机械效率η/%
1	木块	4	15	1.1	90	60.6
2	小车	4	15		90

（1）沿斜面拉动物体时，应使其做运动
（2）
根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为 %．由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，越小，机械效率越大．
（3）第1次实验中，木块所受摩擦力为 N。

小欣对“斜面的机械效率与什么因素有关”的问题，提出了如下猜想：

A．斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；

B．斜面的机械效率与斜面的长度有关；

C．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；

D．斜面的机械效率与物体的重力有关．

请你结合图所示的装置，请你解答下列问题：

（1）由下表中的实验数据可以看出小明探究的是猜想（填写序号），实验中需要控制不变的量是：．
（2）要完成小欣的实验，需要的测量仪器是：．
（3）在实验中，要求拉小车沿斜面向上做运动．实验中需要测量的物理量是（用字母表达）：．
（4）请将表格中空格处的数据填写完整：
斜面倾斜程度
木块重
G/N
斜面高度h/m
拉力
F/N
斜面长
S/m
有用功
W_有/J
总功
W_总/J
机械
效率
较缓
5.0
0.1
1.5
0.5
0.5
0.75
66.67%
较陡
5.0
0.2
2.5
0.5
1
1.25
？
最陡
5.0
0.3
3.4
0.5
？
1.7
88.24%
较陡时机械效率η= ；最陡时有用功W_有用= J．
（5）斜面在我们生活中的应用有（只写出一条即可）

研究性学习中，有一组同学设计了“测定斜面的机械效率”的实验，如图所示，用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到B位置，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示．拉力F在这过程中做的有用功 J，拉力F在这过程中做总功是 J，该次实验的机械效率是，物体受到的摩擦阻力为 N．

小明用木板搭成一个长度S=0.5m、高度为h=0.22m的斜面，用弹簧测力计将重力G=0.5N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端，弹簧测力计的示数F=4.0N．

（1）小明在实验中，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，斜面机械效率为．
（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将同一物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W_额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：
L（m）
0.45
0.40
0.35
0.30
W_额外（J）
0.90
0.80
0.70
0.60
通过数据分析，小明得出初步结论：W_额外与L成比，小明查阅资料后证实此结论是正确的．根据此结论，当斜面的水平长度L=0.4m时，斜面的机械效率为，此时物块受到的摩擦力为 N．

总结九年级一学年所做的物理探究实验会发现：

（1）当要研究的物理量不易被直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来，这种研究物理问题的方法是．在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验（如图甲）中是通过观察，间接地比较物体动能的大小．在“探究影响电流热效应的因素”的实验（如图乙）中是通过观察，间接比较两个电阻丝产生的热量的多少．
（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法．
如：图甲的实验中，使用同一个球就是为了控制不变，探究动能大小与的关系；图乙中将两个电阻串联起来，就是为了控制不变，探究电流产生的热量与的关系．
（3）有些实验装置经过适当的改进还可以进行其它的探究实验．
如：图甲装置中增加一个弹簧测力计等器材，我们还可以探究斜面的机械效率是否与物体的重力有关；图乙中如果再增加一个，我们就可以探究电流产生的热量与电流大小的关系．为了“比较不同物质的吸热能力”可以在乙图两个烧瓶中分别换上（体积/质量）和初温相等的水和煤油，同时还应该换上阻值（相等/不等）的电阻．

如图是某实验小组探究“斜面机械效率与斜面的倾斜程度的关系”的实验装置．实验时它们用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动．实验部分数据如下表：

实验次数	斜面倾斜程度	物重G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长S/m	机械效率η
1	较缓	10	0.1		1	28%
2	较陡	10	0.2	5	1
3	最陡	10	0.3	6	1	50%

（1）在第1次实验中，弹簧测力计的示数为图所示，此时拉力为 N．
（2）在第2次实验中，斜面的机械效率为．
（3）分析表格中的数据还可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越（填“高”或“低”）．
（4）分析表格中的实验数据还可推知：在高度相同时，斜面越长越（填“省力”或“费力”）．

小明同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：

（1）实验时他用弹簧测力计拉着物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动，此时拉力摩擦力（选填“大于”“小于”或“等于”）。
（2）分析数据可知，在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率（选填“越高”、“越低”或“不变”）。
（3）由表中数据可知，用粗糙程度相同的斜面沿斜面向上拉动相同的重物匀速上升，斜面的倾斜程度越越省力（选填“大”或“小”）。

如图所示是某一科学小组探究“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（m）	沿斜面拉力（N）	斜面长（m）	机械效率
较缓	10	0.1	5.0	1	20％
较陡	10	0.3	6.7	1	45％
最陡	10	0. 5	8.0	1	62.5％

（1）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做运动.
（2）比较表中“物块重”和“”两栏对应的数据，可知斜面是一种（选填“省力”或“费力”）的简单机械.
（3）本实验研究了对斜面机械效率的影响，其影响规律是.
（4）当斜面最陡时，物块受到斜面的摩擦力是N.

如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置．小名猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关.表格是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据.

（1）实验时，沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做运动．
（2）通过比较表格中“物块重”和“”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械．
实验
次数
斜面的倾
斜程度
物块重
力G/N
斜面高
度h/m
拉力
F/N
斜面长
度S/m
机械效
率η
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1
70.6%
（3）表格实验数据验证了（小名/小悦）的猜想，结论是：在其它条件一定时，斜面，机械效率越高．
（4）第一次实验中，物块所受斜面的摩擦力为N．
（5）请你进一步分析了实验数据，并结合所学物理知识，解决下列关于斜面的物理问题．图乙中斜面1的长度小于斜面2的长度，木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑，该过程中斜面对木块的支持力（做功/不做功）．木块到达斜面1、2底端时的速度分别为v₁、v₂ ，若斜面光滑，则v₁v₂（大于/小于/等于）；若斜面粗糙程度相同，则v₁v₂（大于/小于/等于）．

在探究斜面的机械效率与倾斜程度关系的实验中，将重5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，移动1m（如图所示），改变斜面倾斜程度进行多次实验，记录数据如上表。

（1）实验时，应控制斜面的程度不变。
（2）实验过程中，用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时，物体受到的摩擦力f与拉力F的大小关系为f F（选填“>”、“=”或“<”）。
（3）通过实验得出的结论是：同一斜面的倾斜程度越大，机械效率越，越省力。请举出一个应用斜面省力的实例：。

小周同学在学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动小车的探究实验，并记录实验数据如下：

斜需倾斜程度	小车重G/N	小车上升高试h/m	沿斜面拉力F/N	小车行色匆匆动距离s/m	有用功W有/J	总功W W总/J	机械效率 $\text{[math]}$
较缓	10	0.1	3	1	1	3	33%
较陡	10	0.2	4	1
最陡	10	0.4	6	1	4	6	67%

请根据以上实验数据回答：

（1） “较陡”时，做的有用功为，总功为，机械效率为
（2）通过对上述实验数据的分析，你对小周提出的问题可获得的初步结论是：
（3）如果小周还想探究斜面的机械效率与物重的关系，实验时应该控制哪些条件不变?

小明同学测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：

实验次数	斜面倾斜程度	物体重量G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长S/m	有用功W_有/J	总功W_总/J	斜面的机械效率η
1	较缓	5	0.1	1.5	1	0.5	1.5	33.3%
2	较陡	10	0.2	2	1	1	2	50%
3	较陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
4	最陡	5	0.3	2.4	1

（1）根据表格中数据，第四次(最陡)实验的有用功是J，总功是J。机械效率是；
（2）分析数据可知斜面越陡，机械效率（选填“越高”、“越低”或“不变”）。
（3）分析实验数据还可知道，斜面的机械效率与物重（填“有关”或“无关”）
（4）第一次实验中，若拉力作用时间是5s，则拉力的功率是W。

学完杠杆和滑轮两类简单机械后，针对杨浦大桥和卢浦大桥的引桥都比较长，小李同学提出使用长坡道有什么好处?为此，他用弹簧测力计、长木板、物块、小车、刻度尺等器材，进行实验探究，步骤如下:

图片_x0020_100028

⑴如图 (a) 所示，用测力计测取小车所受重力G为8牛;

⑵将长木板和物块组成一个斜面(代表坡道)，如图 (b)所示，并用刻度尺测取斜面长度L和斜面高度H；

⑶用弹簧测力计拉着小车沿长木板匀速向上运动，记下测力计的示数F；

⑷改变物块的水平位置(即改变斜面的长度L)，重复步骤(2)和(3)的操作，并将测得数据全部记录在表中。

表一

实验序号	斜面高度H(厘米)	斜面长度L(厘米)	拉力F(牛)
1	30	50	4.9
2	30	80	3.2
3	30	100	2.7

①将表中每一次测得拉力F与小车的重力G进行大小比较发现：用平行于斜面的拉力匀速拖动小车时，拉力F小车的重力G (选填“大于”、“等于”或“小于”)，由此得出结论:使用斜面可以。

②分析比较表中实验序号1、2和3中的实验数据，可得出的初步结论是：对于同一个斜面，当斜面高度相同时，。

斜面被广泛应用于日常生活中，如图（a）所示。某小组同学为了比较使用斜面提升物体拉力所做功W与不用斜面直接提升物体拉力所做功W₂的关系，选取了倾角和斜坡长度相同但材料不同的斜面、重为2N的物块、测力计等器材进行实验，已知斜面粗糙程度甲＞乙＞丙。他们用平行于斜面的力将物块从底部匀速上拉至斜面顶端，如图（b）所示。通过计算得到了在不同斜面上拉力所做功W₁分别如表所示。

图片_x0020_100015

序号	斜面	W₁（焦）
1	甲	3.10
2	乙	2.90
3	丙	2.25

（1）分析实验序号1或2或3的数据及相关条件，可以得出初步结论：使用粗糙斜面提升物体拉力所做功W₁不用斜面直接提升物体拉力所做功W₂
（2）分析实验序号1和2和3的数据及相关条件，可以得出初步结论：使用斜面提升物体拉力所做功W₁越接近于不用斜面直接提升物体拉力所做功W₂
（3）请在前面实验结论的基础上，进行合理的推理，可得出：。

在水平地面上有一物体A。

（1）如图甲所示，用轻弹簧测力计水平向右匀速地拉物体A，测力计的示数放大后如图乙，可读得为N，物体所受地面给它的滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的示数（填“相等”或“不相等”）；
（2）若我们只有一个量程为2.5N的轻弹簧测力计，则可把方案改为如图丙所示。物体A用轻绳与一轻滑轮相连，轻滑轮上还绕着另一根轻绳，该轻绳一端B固定在竖直墙上，另一端C用弹簧测力计水平向左匀速地拉着物体A运动（不计滑轮的摩擦）。此时弹簧测力计的示数等于轻绳D对物体A的拉力大小的（填“一半”或“一倍”或“两倍”）；
（3）图丙中，若物体A向左匀速运动的距离为1m，则此过程中轻绳D对物体A的拉力做的功为J。结合所学的动滑轮的有关知识，可知弹簧测力计对绳的端点C做的功与轻绳D拉物体A做的功（填“相等”或“不相等”）。

“某班同学在“测量斜面的机械效率”实验时，所用实验器材有：长木板、支架、弹簧测力计、刻度尺、重力为5.4N木块(带挂钩)如图甲所示，将长木板和支架搭成长1.0m、高0.2m的斜面，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块。

（1）如图乙所示，此时弹簧测力计对木块的拉力为N。
（2）将木块匀速拉到斜面顶端，有用功为，总功为，斜面的机械效率为。
（3）木块与斜面的摩擦力为N。

在研究性学习中，有一组同学设计了“测定斜面的机械效率”的实验。

如图所示，用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到B位置，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示。

（1）根据题中提供的信息，在下面的实验记录表格中完成相关的内容：

小车的重力G/N

沿斜面的拉力F/N

小车沿斜面上升的距离L/m

小车上升高度h/m

2

0.8
（2）根据以上的实验记录，完成下列计算：
拉力F在这过程中做的有用功是：；

拉力F在这过程中做总功是：；

该次实验的机械效率是：。

小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究（如图所示），测得的实验数据如表所示：

实验序号	斜面的倾斜程度	物体重力G/N	物体上升高度h/m	沿斜面拉力F/N	物体移动距离s/m	有用功 W_有/J	总功 W_总/J	机械效率 η/%
①	较缓	5.0	0.10	1.6	0.50	0.50	0.80	62.5
②	较陡	5.0	0.15	2.2	0.50	0.75	1.10	68.2
③	最陡	5.0	0.25	3.1	0.50	1.25	1.55

（1）根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是 %；
（2）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越；
（3）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率。

学习了机械效率知识后，某物理兴趣小组的同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些猜想：

A．跟斜面的粗糙程度有关； B．跟斜面的倾斜程度有关； C．跟物体的重力有关； D．跟斜面的长度有关。

为了证实其中的部分猜想是否正确，小明同学设计方案并用相同材料的斜面和物块进行探究。下表反映了他的探究过程。

（1）请你替小明在表中两个空格处填上适当的数据。

实验次数	倾角	粗糙程度	重力G/N	高度h/m	沿拉力F/N	长s/m	有用功W_有/J	总功W_总/J	机械效率η/%
①	30°	粗糙	1	0.5	0.7	1	0.5	A	71
②	30°	稍光滑	1	0.5	0.6	1	0.5	0.6	83
③	45°	粗糙	1	0.7	0.9	1	0.7	0.9	B

（2）通过对比两次（填实验次数的序号）实验数据，可验证猜想A。
（3）通过对比实验①③数据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效越。
（4）若要验证猜想C，应控制不变的量是：斜面长、斜面的倾斜程度和，需要改变的量是。

如图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置。小名猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关。表格是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。

实验次数	斜面的倾斜程度	物块重G/N	斜面高度h/m	拉力F/N	斜面长度s/m	机械效率
1	较缓	10	0.2	5.5	1	36.4%
2	较陡	10	0.4	7.0	1	57.1%
3	最陡	10	0.6	8.5	1	70.6%

（1）实验时，沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做运动。
（2）通过比较表格中“物块重”和“”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。
（3）表格实验数据验证了（填“小名”或“小悦”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面，机械效率越高。
（4）第一次实验中，物块所受斜面的摩擦力为N。
（5）另一位同学为探究自己的猜想，也进行了实验。他在实验中应保持斜面的不变，改变斜面的，再进行相关测量并计算出机械效率；比较两次的大小，即可验证猜想。

斜面倾斜程度	木块重 G/N	斜面高度h/m	拉力 F/N	斜面长 S/m	有用功 W_有/J	总功 W_总/J	机械效率
较缓	5.0	0.1	1.5	0.5	0.5	0.75	66.67%
较陡	5.0	0.2	2.5	0.5	1	1.25	？
最陡	5.0	0.3	3.4	0.5	？	1.7	88.24%

实验次数	斜面的倾斜程度	物块重力G/N	斜面高度h/m	拉力 F/N	斜面长度S/m	机械效率η
1	较缓	10	0.2	5.5	1	36.4%
2	较陡	10	0.4	7.0	1	57.1%
3	最陡	10	0.6	8.5	1	70.6%

小车的重力G/N	沿斜面的拉力F/N	小车沿斜面上升的距离L/m	小车上升高度h/m
2		0.8

L（m）	0.45	0.40	0.35	0.30
W_额外（J）	0.90	0.80	0.70	0.60

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