用圖示裝置研究斜面機械效率

1. 小明和興許小組的同學利用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率，同學們對實驗過程和裝置發表了下列不同看法

【×】A、勻來速拉動木塊兒時，源拉力與摩擦力是一對平衡力。
木塊在斜面上勻速運動的過程中，受到「重力、拉力、支持力、摩擦力」四個力是一組平衡力；
不是「拉力與摩擦力」是一對平衡力。
【√】B、斜面的機械效率與木塊兒被拉動的距離是無關的 。
η=Gh/FL=(G/F)(h/L)，對於傾斜程度一定的斜面，h/L是一定的。
【×】C勻速拉動木塊兒的過程中，木塊兒的機械能是不變的 。
物體在斜面上勻速運動（向上或向下），動能不變，但是重力勢能在變化。

2. 如圖是小麗測定斜面機械效率的裝置圖．（1）實驗原理是______．（2）所用的器材有斜面、物體、彈簧測力計

（1）測定斜面機械效率的實驗原理是η=

W有

W總

×100%；
（2）求機械效率，要知道有用功和總功，求功的大小要知道力和在力的方向上移動的距離，故所用的器材有斜面、物體、彈簧測力計、刻度尺；
（3）①由表中第二行數據知：W_有=Gh=10N×0.2m=2J；W_總=Fs=4N×1m=4J；η=

W有

W總

×100%=

2J

4J

×100%=50%；
②分析表中第一列與最後一列知：相同的斜面越陡，斜面的機械效率越高．
分析表中第一列與第四列知：相同的斜面越緩，越省力．
③如果其他條件不變，斜面越粗糙，滑動摩擦力越大，克服摩擦力做功越多，即所做的額外功越多，有用功不變，做功變大，根據η=

W有

W總

，所以導致機械效率越小；
故答案為：（1）η=

W有

W總

×100%；
（2）刻度尺；（3）①2；4；50%；②大；費；③小

3. 小明和興趣小組的同學們利用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率，同學們對實驗過程和裝置發表了下列不同的

A、物塊在斜面上勻速運動時，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錯誤；
B、因為斜面的機械效率為η=

W有

W總

=

Gh

FS

，而木塊勻速運動時，拉力F和物重G不變，h與S的比值也不變，所以η不變，故B正確；
C、機械能包括動能和勢能，而木塊勻速運動，所以動能不變；但是物體的高度在增加，所以木塊的重力勢能增大，故木塊的機械能增大，故C錯誤；
D、因為物體沿斜面上升時，要克服摩擦力做功，故D正確．
故選BD．

4. 小明用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率，實驗時用彈簧測力計拉著同一木塊沿不同的斜面勻速向上運動，測

（1）選用不同的接觸面材料，目的是研究機械效率與接觸面的粗糙程度的關系；內
（2）有用功容為：W_有=Gh=7N×0.5m=3.5J；
總功為：W_總=FS=6N×1m=6J；
斜面的機械效率為：η=

W有

W總

×100%=

3.5J

6J

×100%=58.3%；
若沒有摩擦時則根據F′L=Gh得：
F′=

Gh

L

=

7N×0.5m

1m

=3.5N，
∴摩擦力為f=F-F′=6N-3.5N=2.5N．
（3）分析第1、2、3次實驗數據，可以得出：當斜面傾角、斜面高、斜面長、物重等條件一定時，發現斜面越粗糙，斜面的機械效率越小；
（4）第1、4、5次實驗數據，目的是研究斜面傾斜程度與斜面的機械效率的關系，但是其中變數太多，沒有控制好變數，即沒有控制斜面的粗糙程度相同．
故答案為：
（1）改變斜面的粗糙程度；
（2）58.3%；2.5；
（3）斜面越粗糙，斜面的機械效率越小；
（4）沒有控制斜面的粗糙程度相同．

5. 小明同學用如圖所示的裝置測定斜面機械效率，實驗記錄結果如下表： 實驗次數 斜面傾斜度 物體重

（1）W_有來=Gh=5N×0.3m=1.5J；自W_總=Fs=2.4N×1m=2.4J；η=

W有

W總

＝

1.5J

2.4J

＝62.5%；
（2）實驗數據表明：在物重、斜面粗糙程度相同的情況下，斜面傾斜程度越大斜面機械效率越高；
（3）從表中數據知：斜面傾斜程度越大，需要的拉力越大，即：斜面越陡越費力；
（4）在第一次實驗中：W_總=Fs=1.5N×1m=1.5J；所以功率P=

W總

t

＝

1.5J

5s

＝0.3W．
故答案為：
（1）1.5；2.4；62.5%；
（2）越高；
（3）費力；
（4）0.3．

6. 用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率與斜面的粗糙程度的關系．（1）為了探究機械效率和斜面粗糙程度的關

（1）斜面機械效率和三個因素有關，研究與斜面粗糙程度關系時要控制另兩個因素一定，即物回重和斜面答的傾斜程度；
（2）斜面的總長度減去木塊長度是木塊運動的距離，即S₂；
（3）W_有=Gh=3N×0.1m=0.3J； 總功為：W_總=FS=0.5N×0.8m=0.4J；斜面的機械效率為：η=

W有

W總

×100%=

0.3J

0.4J

×100%=75%．
（4）斜面在生活中應用有：盤山公路、引橋、利用斜面從地面向卡車上推重物、殘疾車專用坡道等．
故答案為：
（1）物重和斜面的傾斜程度；（2）S₂；（3）75%；（4）盤山公路（合理即可）．

7. ．（5分）小明用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率，實驗時用彈簧測力計拉著同一木塊沿不同的斜面勻速向

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