斜面机械效率的测量实验 知识点题库

探究斜面的过程中,小兰同学所在的实验小组记录的数据如表所示.


测量
次数
F/Ns/mG/Nh/mFs/JGh/J
10.211.010.200.210.20
20.761.030.250.760.75
30.251.010.300.250.30

在前面探究的基础上,小兰等同学将小车的翻过来(轮子向上)进行实验,发现计算出来的“Fs”和“Gh”差距较大.激发出探究“影响斜面的机械效率的因素”的兴趣,小兰认为可能影响斜面机械效率的因素有斜面的粗糙程度、倾斜程度、木块的重力.小兰对某个因素的探究时,记录实验数据如表:

斜面倾斜程度小车重G/N小车上升
高度h/m
沿斜面拉力F/N小车移动
距离s/m
机械效率h
较缓100.13133%
较陡100.241
最陡100.46167%

请根据以上实验数据回答:

  1. (1) 小兰对数据的可靠性分析、评估时发表第 组数据记录有误.小兰做出这种判断的依据是: .

  2. (2) ①小兰探究过程中,控制的变量是: 和 .
    ②“较陡”时,斜面的机械效率为 .
    ③通过对上述实验数据的分析,小兰获得的初步结论是: 相同时, ,斜面的机械效率越大.
    ④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“大于”、“等于”或“小于”) .

小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后,联想斜面也是一种机械,那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢?小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。于是他们将一块长木板的一端垫高,构成长度一定、高度可调的斜面,用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动,如图所示。下表是他们实验记录的有关数据。

实验
次数
斜面
倾角
斜面
材料
物重
G/N
斜面高
度h/m
沿斜面
拉力F/N
斜面长
s/m
有用功
W/J
总功
W/J
机械效率
1玻璃70.54.913.54.971.4%
2木板70.56.013.5

3毛巾70.56.513.56.553.8%
4木板70.344.912.384.948.6%
5毛巾70.265.111.825.135.7%

(1)在第1、2、3次实验中,选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料,是为了 。
(2)在第2次实验中,拉力做的总功是 J,斜面的机械效率是 。
(3)分析第1、2、3次实验数据,可以得出:当其它条件一定时, 。
(4)若通过分析第1、4、5次实验数据,得出斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越大。你认为存在的问题是: 。
(5)实验中还发现,斜面材料相同时,斜面倾角越小,越 (选填“省力”或“费力”)。

某实验小学的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时.用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块,收集了下表中的实验数据.

试验次数

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

5

0.2

2.4

1

41.7%

2

较陡

5

0.5

3.2

1

78.1%

3

最陡

5

0.7

4.3

1

81.4%

  1. (1) 分析表中的数据可得出:在其它条件一定时,斜面越缓越 力(选填“省”或“费”);斜面越陡,机械效率越 (选填“高”或“低”).

  2. (2) 该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5m和1m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4.5N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为  .把第4次与第   次测量结果相比较,还能得出,在其它条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低.

  3. (3) 当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,物块所受的拉力 物块所受的摩擦力(选填“大于”、“小于”或“等于”)

  4. (4) 斜面在生产和生活中应用广泛,请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例.举例: 

如图所示,在探究“斜面的机械效率”的实验中,以下说法正确的是(  )

A . 用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时,应尽量匀速 B . 斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率 C . 木块与斜面间的摩擦对斜面的机械效率没有影响 D . 斜面的倾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
如图所示是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置.实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计、刻度尺各一个,砝码若干.

  1. (1) 实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动.实验的部分数据如表:

    次数

    接触面粗糙程度

    物块重G/N

    物块上升的高度h/m

    沿斜面的拉力F/N

    物块移动的距离L/m

    机械效率

    1

    较粗糙(木块﹣木板)

    2.0

    0.25

    1.2

    0.80

    52%

    2

    较粗糙(木块﹣木板)

    2.0

    0.35

    1.4

    0.80

    63%

    3

    较粗糙(木块﹣木板)

    5.0

    0.35

    3.5

    0.80

    63%

    4

    较光滑(铁块﹣木板)

    5.0

    0.35

    3.1

    0.80

    该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与物块重、的关系.

  2. (2) 在第2次实验中,当沿斜面匀速直线拉动时,物块受到斜面的摩擦力为 N.
  3. (3) 在第4次实验中,斜面的机械效率为(百分数取整).
如图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置.

  1. (1) 实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个,砝码若干,为了完成实验,还需要的测量工具是
  2. (2) 实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动.实验的部分数据如下表:

    实验次数

    接触面粗糙程度

    物块重G/N

    物块上升的高度h/m

    沿斜面的拉力F/N

    物块移动的距离L/m

    机械效率

    1

    较粗糙(木块﹣木板)

    2.0

    0.25

    1.2

    0.80

    52%

    2

    同上

    2.0

    0.35

    1.4

    0.80

    63%

    3

    同上

    5.0

    0.35

    3.5

    0.80

    63%

    4

    较光滑(铁块﹣木板)

    5.0

    0.35

    3.1

    0.80

    ①该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与接触面的粗糙程度、的关系.

    ②在第四次实验中,斜面的机械效率为(结果精确到1%).

某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块,收集了下表中的实验数据.

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

5

0.2

2.4

1

41.7%

2

较陡

5

0.5

3.2

1

78.1%

3

最陡

5

0.7

4.3

1

81.4%

  1. (1) 分析表中的数据可得出:在其它条件一定时,斜面越缓越力(选填“省”或“费”);斜面越陡,机械效率越(选填“高”或“低”).
  2. (2) 该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5m和1m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4.5N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为.把第4次与第 次测量结果相比较,还能得出:在其它条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低.
  3. (3) 当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,物块所受的拉力物块所受的摩擦力(选填“大于”、“小于”或“等于”).
小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上,联想到物理课上学到的知识,提出了以下两个问题:

①斜面越缓越省力,是不是机械效率高呢?

②对于同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高;对于同一个斜面,是不是所推的物体越重,机械效率越高呢?

为了解决以上问题,小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录的部分实验数据如下表:

实验次数

斜面倾角

物重G/N

斜面高度

h/m

沿斜面拉力F/N

斜面长

s/m

有用功

W/J

总功

W/J

机械效率

η(%)

45°

1

0.7

0.9

1

    

0.9

77.8

30°

1

0.5

0.7

1

0.5

0.7

71.4

30°

2

0.5

1.4

1

1

1.4

    

  1. (1) 表格中缺少2个数据,请补充完整(保留一位小数).
  2. (2) 在实验操作过程中,应沿斜面向上拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向移动(选填“左”或“右”).
  3. (3) 通过对比实验①②的数据,得出的结论是斜面越缓越省力,机械效率越
  4. (4) 通过对比实验的数据(选填实验次数),得出的结论是对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力
如图是小明同学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程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验的部分数据如下:

实验次数

斜面的倾斜程度

物块重量G/N

斜面高度h/m

沿斜面拉力F/N

斜面长S/m

机械效率

1

 较缓

 10

 0.1

 5.0

 1

 

2

 较陡

 10

 0.3

 6.7

 1

45%

3

 最陡

 10

 0.5

 8.4

 1

 60%

  1. (1) 小明探究的是斜面的机械效率跟的关系.在第1次实验中,斜面的机械效率为,物块和斜面的内能增加了约 J.
  2. (2) 分析表格中数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系,应保持不变.
用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下表.

  1. (1) 沿斜面拉动物体时,应使其做运动.
  2. (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. (3) 第1次实验中,木块所受摩擦力为N.
针对“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有怎样的关系?”这个问题,某同学利用同一木板,搭成不同倾角的斜面,将同一小车沿斜面匀速拉动,如图所示,记录实验数据如下表.

  1. (1) 请你将该同学第三次的实验数据补充完整:①;②(保留整数).
  2. (2) 分析实验数据可知,在粗糙程度相同的情况下,斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:
  3. (3) 分析实验数据可知:在粗糙程度相同的情况下,斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系是:
  4. (4) 如果该同学还要进一步探究“斜面机械效率与物重的关系”,实验时应控制小车移动的距离、不变.
如图是小宇同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。实验时他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。实验的部分数据如表二:

实验次数

斜面倾斜程度

物块重量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

5.0

1

2

较陡

10

0.3

6.7

1

45%

3

最陡

10

0.5

8.4

1

60%

  1. (1) 小宇探究的是斜面的机械效率跟的关系,第1次实验中斜面的机械效率为
  2. (2) 分析表二中的数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越 (选填“高”或“低”)
  3. (3) 斜面在我们生活中的应用有:(写出一条即可)
在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。

  1. (1) 为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。

    实验

    次数

    滑轮

    材质

    钩码重

    G/N

    提升的高度

    h/m

    有用功

    W有用/J

    拉力

    F/N

    绳端移动的距离

    S/m

    总功

    W/J

    机械效率

    η

    1

    1

    0.1

    0.1

    0.6

    0.3

    0.18

    56%

    2

    2

    0.1

    0.2

    1.0

    0.3

    0.3

    67%

    3

    2

    0.2

    0.4

    1.0

    0.6

    0.6

    67%

    4

    塑料

    2

    0.2

    0.4

    0.8

    0.6

    0.48

    83%

    5

    塑料

    2

    0.2

    0.4

    2.1

    0.2

    0.42

    95%

    ①比较1和2两次实验发现:在所有滑轮组一定时,提升的钩码,机械效率越高。

    ②比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与有关。

    ③比较两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。

    ④第5次实验是利用了图的装置完成的,判断依据是

    ⑤利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起,滑轮组的机械效率为。可见如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率。

  2. (2) 小明利用图丙装置实验发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用的方法减小摩擦,从而提筒斜面的机械效率。
  3. (3) 实验表明:额外功越小,总功越接近有用功;进一步推理得出:假设没有额外功,总功等于有用功;可见使用任何机械都。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是

    A、焦耳定律  B、牛顿第一定律  C、阿基米德原理  D、欧姆定律

          
  1. (1) 小明使用天平测小石块的质量。测量前他将天平放在水平桌面上,然后进行横梁平衡的调节调节完成后指针静止时的位置和游码的位置如图甲所示。

    ①请你指出小明调节天平横梁平衡的过程中遗漏的操作步骤:

    ②完成遗漏的操作步骤后,为了调节横梁平衡,他需向 (选填“左”或“右”调节平衡螺母使指针指到分度盘中央刻度线或在中央刻度线两侧等幅摆动;

    ③调节横梁平衡后,小明将小石块放在左盘,在右盘中加减砝码并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡.这时右盘中的砝码情况和游码在标尺上的位置如图乙所示,则小石块的质量为g。

  2. (2) 如图丙所示,将压强计的金属盒放在同种液体中,橡皮膜的朝向不同.④要观察到U形管两侧液面的高度差相等,必须控制金属盒面的中心在液体中的相等;由上述实验可知:液体内部某一点,来自各个方向的压强大小是 的。
  3. (3) 为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置.实验测得的数据如下表:

    实验次数

    斜面倾斜程度

    木块重力G/N

    斜面高度h/m

    沿斜面拉力F/N

    斜面长度s/m

    机械效率(%)

    1

    较缓

    3

    0.2

    1.6

    1

    37.5

    2

    较陡

    3

    0.3

    1.8

    1

    3

    最陡

    3

    0.4

    2.0

    1

    60

    ⑤第2次实验中,斜面的机械效率为

    ⑥斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是:

实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,钩码一盒,滑轮2个。小勇利用上述实验器材测量滑轮组的机械效率。

  1. (1) 在图中,请你用笔画线代替细绳,帮助小勇组装滑轮组,使绳子自由端施加竖直向上的拉力;
  2. (2) 该实验需要测量的物理量有:绳子自由端施加的拉力F、钩码被提升的高度h、绳子自由端移动的距离s和
  3. (3) 画出本次实验数据的记录表格;
  4. (4) 提高机械效率的方法有。(写出1个方法即可)
下图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程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验的部分数据如下:

图片_x0020_100038

  1. (1) 小明探究的是斜面的机械效率跟的关系。第1次实验中,斜面的机械效率为
  2. (2) 分析表格中数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系,应保持不变;
  3. (3) 分析表格中拉力数据,可以得出结论:斜面越陡,越不(选填“省力”或“费力”)。

    实验次数

    斜面的倾斜程度

    物块重量G/N

    斜面高度h/m

    沿斜面拉力F/N

    斜面长s/m

    机械效率

    1

    较缓

    10

    0.1

    5.0

    1

    2

    较陡

    10

    0.3

    6.7

    1

    45%

    3

    最陡

    10

    0.3

    8.4

    1

    60%

为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、 弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置.实验测得的数据如下表:

实验次数

斜面倾斜程度

木块重力G/N

斜面高度h/m

沿斜面拉力F/N

斜面长度s/m

机械效率

1

较缓

3

0.2

1.6

1

37.5%

2

较陡

3

0.3

1.8

1

3

最陡

3

0.4

2.0

1

60%

图片_x0020_100018

请你根据表中的数据解答下列问题:

  1. (1) 实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做运动,该过程中木块的机械能 (选填“变大”、“不变”或“变小”).
  2. (2) 第2次实验中,斜面的机械效率为,斜面对木块的摩擦力为N.
  3. (3) 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是:
  4. (4) 试列举出生活中利用斜面的一个实例:
如甲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动,弹簧测力计的示数如乙图所示。

  1. (1) 在这次实验中,弹簧测力计沿斜面的拉力为 N;
  2. (2) 斜面的机械效率为
  3. (3) 若要探究斜面的机械效率和物体重力的关系,应控制保持不变;
  4. (4) 若只将物体拉到斜面中点位置处,则斜面的机械效率(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
如图所示是某学习小组“探究斜面的机械效率”的实验装置,下表是实验数据记录表。

斜面倾斜程度

物块重/N

斜面高/m

沿斜面拉力/N

斜面长度/m

机械效率

较缓

10

0.1

5.0

1

20%

较陡

10

0.3

6.7

1

最陡

10

0.5

8.4

1

60%

  1. (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. (2) 沿斜面的拉力为6.7N时,斜面的机械效率为(精确到1%)
  3. (3) 分析数据可知,斜面长一定时,斜面倾斜程度越陡,机械效率越
在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验中,实验小组用如图甲所示的装置。在其它条件一定时,获取了表格中的实验数据。

实验次数

斜面倾斜程度

斜面的物重G/N

斜面高度h/m

拉力F/N

斜面长度s/m

机械效率

]

较缓

10

0.1

5.5

0.5

36.4%

2

较陡

10

0.2

7.0

0.5

3

最陡

10

0.3

8.5

0.5

70.6%

  1. (1) 实验时,沿斜面缓慢拉动弹簧测力计,尽量使木块运动;
  2. (2) 通过比较表格中两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械;在第1次实验时,如果忽略斜面的擦,则拉力F沿着斜面拉木块移动s距离所做的功,等于直接用手把重为G的木块提升h高度所做的功,这样算出的拉力F大小为N。对比表格中的拉力,发现实际拉力大于计算值,是因为使用机械,
  3. (3) 在第2次实验时表格中①的数据为;依据完整的数据可得出结论:在其它条件一定时,斜面,机械效率越高;
  4. (4) 请你结合所学物理知识,解决斜面的有关物理问题。图乙中木块分别沿斜面1、2滑到底端,木块到达斜面1、2底端时的速度分别为的v1、v2 , 若斜面粗糙程度相同,则v1v2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
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