用图示装置研究斜面机械效率

1. 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。

2. 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

3. 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．

4. 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．

5. 小明同学用如图所示的装置测定斜面机械效率，实验记录结果如下表： 实验次数 斜面倾斜度 物体重

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

W有

W总

＝

1.5J

2.4J

＝62.5%；
（2）实验数据表明：在物重、斜面粗糙程度相同的情况下，斜面倾斜程度越大斜面机械效率越高；
（3）从表中数据知：斜面倾斜程度越大，需要的拉力越大，即：斜面越陡越费力；
（4）在第一次实验中：W_总=Fs=1.5N×1m=1.5J；所以功率P=

W总

t

＝

1.5J

5s

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

6. 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）．

7. ．（5分）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

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