探究斜面的机械效率
斜面的机械效率
在九年级物理课本第15章《功和机械能》的第二节里有这样一个探究实验：探究斜面的机械效率。
其中有这样一个结论：影响斜面机械效率的因素有：1、斜面的倾斜程度，斜面越倾斜，拉力越大，机械效率越高；2、斜面的粗糙程度，斜面越粗糙，拉力越大，机械效率越低。
整个结论的得出，是通过实验，控制其中一个变量，改变另一个变量，比较实验数据得出的。
那么它的理论推理是怎样的呢？
斜面高为H，长为S，物体重为G，斜面与水平面的夹角为θ,拉力大小为F，斜面的摩擦系数为μ。
求该斜面的机械效率为多少？
首先要将重力G进行力的分解，根据“平行四边形法则”可将重力G分解为沿斜面向下的力F2和对斜面的压力F1。
F1=GCosθ F2=GSinθ
其中分力F1与斜面对物体的支持力构成一对平衡力。
沿斜面向下的分力F2、斜面和物体间的摩擦力与拉力F构成平衡力。
拉力F=F2+f=GSinθ+GCosθμ
那么斜面的机械效率为：
η=W有/W总=GH/FS=GH/(F2+f)
=GSSinθ/(GSinθ+Gcosθμ)S
分式上下约掉G和S,可得：
η=Sinθ/Sinθ+cosθμ
分式上下都除Sinθ可得：
η=1/1+cotθμ
余切函数Cotθ是单调递减函数，θ越大，其值越小，分数越小，效率越高。
斜面越粗糙，其摩擦系数越大，分数越大，效率越低。
探究斜面机械效率的实验报告
实验名称：探究斜面的机械效率提出问题：斜面也是一种机械，那么使用斜面能否省功，若不能省功斜面的机械效率与哪些因素有关？它的省力情况与机械效率又有什么关系呢？我们该如何测量并探究斜面的机械效率呢？猜想与假设：1．使用斜面不能省功。
2．斜面的机械效率跟它的倾斜程度有关。
斜面倾斜程度越大，机械效率越高。
3．斜面的机械效率与斜面粗糙程度有关，斜面越粗糙，机械效率越高。
设计实验：要证明同学们的猜想是否正确，最好的办法就是做实验，但是在做实验之前，我们必须先设计好实验方案。
讨论完成以下问题：（1）当一个物理量与几个因素有关时，我们用控制变量方法来进行实验。
（2）探究斜面的机械效率，需要测量哪些物理量：物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S。
（3）我们需要哪些测量仪器：弹簧测力计刻度尺。
（4）斜面的机械效率表式：。
（5）你准备怎样测量拉力大小沿斜面匀速向上拉动物体时的拉力。
实验器材：一块长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺、几块不相等的木块、毛巾、玻璃、细绳。
实验过程：1．用弹簧测力计测得小车的重力G。
2．用长木板和木块装置成如图所示的斜面，把小车通过细绳与弹簧测力计连接，沿斜面拉动弹簧测力计，把小车匀速拉上斜面。
3．分别从弹簧测力计上读出拉力F，并用刻度尺测出小车移动的距离S和升高的高度h。
4．保持斜面的长度不变，换用不同高度的木块，逐渐增加斜面的高度，做3次实验。
分别将实验数据记录在表格中。
5．保持斜面的高度不变，换用不同的材料铺在木板上，改变斜面的粗糙程度，做3次实验。
分别将实验数据记录在表格中。
设计实验表格表格一表格二3．进行实验：下面就开始实验吧。
同学们边做实验边记录数据。
分析与论证：对实验数据的结果进行分析：1．实验表明，使用斜面______省功（选填“能”或“不能”）。
2．在使用光滑程度一样的斜面，斜面越陡，越________（选填“省力”或“费力”），斜面的机械效率越______（选填“高”或“低”）。
斜面机械效率公式为
斜面机械效率公式为：η=W有/W总=Gh/Fs。
探究斜面机械效率的实验猜想：斜面的倾斜程度越大，机械效率越高实验器材：斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺（实验过程中，保持木块所受重力G不变，斜面长S不变，改变的是斜面的高度h和拉力F）实验步骤：(将所测数据填入表格一中)① 用弹簧测力计测出木块的重力G② 用刻度尺量出斜面的长度S和高度h1③ 用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F1④ 改变斜面的倾斜程度，量出斜面的高度h2⑤ 用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F2计算公式：W有1=Gh1 W有2=Gh2W总1=F1S W总2=F2S表格一：斜面的倾斜程度物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较缓较陡附：试验参考数据（九（3）班哈瑞同学测得的数据）斜面的倾斜程度物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较缓 1.5 0.09 0.5 0.7 0.135 0.35 38.5% 较陡 1.5 0.17 0.7 0.7 0.255 0.49 52% 结论：在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高2、研究斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小的关系。
猜想：斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关实验器材：斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺（实验过程中，保持木块的重量G不变，斜面长S不变，斜面的高度h不变，改变的是物体斜面接触面积，和拉力F）（建议有困难的学生选此实验）实验步骤：(将所测数据填入表格二中)① 用弹簧测力计测出木块的重力G② 用刻度尺量出斜面的长度S和高度h③ 把木块平放，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F1④ 把木块侧放，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F2计算公式：W有=Gh W总1=F1S W总2=F2S表格二：接触面大小物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较小较大附：试验参考数据（仅供参考，不得死记硬背，要实事求是）接触面大小物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较小 1.5 0.17 0.7 0.7 0.255 0.49 52%较大 1.5 0.17 0.7 0.7 0.255 0.49 52%结论：斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关3、研究斜面的机械效率与它的粗糙程度的关系。
九年级物理复习知识点专题提升训练12---机械效率测量实验
九年级物理复习知识点专题提升训练机械效率测量实验1、用图示装置探究“斜面的机械效率”，实验记录如下表：（1）沿斜面拉动物体时，应使其做__________运动．（2）根据图中弹簧测力计的示数，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，有用功为__________J，木块所受摩擦力为__________N．2、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如下左图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：(1)分析表中数据，回答以下问题：①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是_______．②第3次实验中滑轮组的机械效率是_______．③滑轮组的机械效率与_______无关．(2)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如右图所示．①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变_____________________．②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率_______（选填“相同”或“不相同”），理由是：______________．3、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,是不是机械效率也越高呢?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,小亮与几名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有用/J总功W总/J机械效率η①45° 1 0.7 0.9 1 0.7 0.9 77.8%②30° 1 0.5 0.7 1 0.5 0.7 71.4%③30° 2 0.5 1.4 1 1 1.4 71.4%(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上拉动物块;实验时要使木板和木块构成的斜面的倾角变大,应该把木板下面的木块向(选填“左”或“右”)移动.(2)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.(3)通过对比实验(选填实验次数)的数据,得出的结论是:对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力.4、在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：（1）完成表格中第3次数据（a）（b）（c）处的计算，填在下面的横线上：（a）____________ ；（b）___________ ；（c）___________ ．（2）通过比较_________ 两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重_________ （选填“有关”或“无关”）．（3）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较_______ 两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是______________ 的（选填“正确”或“错误”）．5、（1）图中测力计示数为N。
有关斜面和滑轮的机械效率公式
有关斜面和滑轮的机械效率公式
机械效率是指机械系统在能量转换过程中的实际效率，通常用η表示。
对于斜面和滑轮的机械效率公式，我们可以分别来讨论。
首先是斜面。
当物体沿着斜面上升或下降时，机械效率可以通过以下公式计算：
η = (输出力× 输出距离) / (输入力× 输入距离)。
其中，输出力和输出距离是指斜面对物体施加的力和物体上升或下降的距离，输入力和输入距离则是施加在斜面上的力和斜面的长度。
接下来是滑轮。
滑轮是一种简单机械，用来改变施加在物体上的力的方向。
滑轮的机械效率可以通过以下公式计算：
η = (输出力× 输出距离) / (输入力× 输入距离)。
在这里，输出力和输出距离是指滑轮提供的力和物体移动的距离，输入力和输入距离则是我们施加在滑轮上的力和滑轮移动的距
离。
需要注意的是，这两个公式都是理想情况下的计算公式，实际
情况中会存在一些能量损失，例如摩擦力等。
因此，在实际应用中，需要考虑这些能量损失，进而计算出更加准确的机械效率。
总的来说，斜面和滑轮的机械效率公式都是通过输出力和输入
力以及输出距离和输入距离的比值来计算的，这些公式可以帮助我
们理解机械系统的效率以及在工程设计和物理实验中的应用。
考点六：实验：探究斜面的机械效率
【考情分析】关于“实验：探究斜面的机械效率”这一节主要设计实验探究斜面的机械效率。
属于实验设计问题，是近年来中考的热点。
【知识点睛】探究斜面的机械效率斜面的机械效率与物体和斜面之间的摩擦有关，与斜面的倾斜程度有关，在进行实验探究时，要注意利用控制变量的方法。
注意实验的目的、实验的原理、实验的器材、实验数据的分析等。
【例题精讲】例1小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度S=0.50m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G=5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端．（1）小明在实验中，调整斜面的高度为h=0.22m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F=4.0N，则有用功为_________J，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：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=0.40m时，斜面的机械效率为_________；当木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为___________N．【试题解析】本题考查了求斜面效率、实验数据分析、求拉力问题。
（1）有用功W 有用=Gh=5N ×0.22=1.1J ，总功W 总=Fs=4N ×0.5m=2J ， 斜面的效率 1.1J =552JW %W η==有用总当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度L=S=0.50m ，设此时的额外功为W ， 045050090.m .m .J W=，1J W = 因为W fs =，物体做匀速运动，由平衡条件得：弹簧测力计的拉力F=f=2N答案:（1）1.1 55%（2）正 65.2% 2【总结】由功的计算公式求出有用功与总功，然后由效率公式求出斜面的效率例2 如图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：。
斜面机械效率公式为
斜面机械效率公式为：η=W有/W总=Gh/Fs。
探究斜面机械效率的实验猜想：斜面的倾斜程度越大，机械效率越高实验器材：斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺（实验过程中，保持木块所受重力G不变，斜面长S不变，改变的是斜面的高度h和拉力F）实验步骤：(将所测数据填入表格一中)① 用弹簧测力计测出木块的重力G② 用刻度尺量出斜面的长度S和高度h1③ 用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F1④ 改变斜面的倾斜程度，量出斜面的高度h2⑤ 用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F2计算公式：W有1=Gh1 W有2=Gh2W总1=F1S W总2=F2S表格一：斜面的倾斜程度物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较缓较陡附：试验参考数据（九（3）班哈瑞同学测得的数据）斜面的倾斜程度物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较缓 1.5 0.09 0.5 0.7 0.135 0.35 38.5% 较陡 1.5 0.17 0.7 0.7 0.255 0.49 52% 结论：在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高2、研究斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小的关系。
猜想：斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关实验器材：斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺（实验过程中，保持木块的重量G 不变，斜面长S 不变，斜面的高度h 不变，改变的是物体斜面接触面积，和拉力F ）（建议有困难的学生选此实验） 实验步骤：(将所测数据填入表格二中) ① 用弹簧测力计测出木块的重力G② 用刻度尺量出斜面的长度S 和高度h③ 把木块平放，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F 1 ④ 把木块侧放，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F 2 计算公式：W 有=Gh W 总1=F1S W 总2=F2S表格二：接触面大小 物体重量 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 斜面长度 s/m 有用功 W 有/J 总功 W 总/J机械效率 较小较大附：试验参考数据（仅供参考，不得死记硬背，要实事求是）接触面大小 物体重量 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 斜面长度 s/m 有用功 W 有/J 总功 W 总/J机械效率 较小 1.5 0.17 0.7 0.7 0.255 0.49 52% 较大 1.5 0.17 0.7 0.7 0.255 0.49 52% 结论：斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关3、研究斜面的机械效率与它的粗糙程度的关系。
第2节 探究斜面的机械效率 实验报告 陈楚琼
探究斜面的机械效率
【实验目的】探究当时，斜面的机械效率与的关系。
【实验原理】
请思考:1.怎样计算总功：
2.怎样计算有用功：
3.实验中需要测量哪几个物理量：
【实验装置】
【设计并进行实验】
一、实验过程：
①测量，记录数据；
②把小木块用弹簧测力计沿斜面向上拉；分别记录拉力、木块沿斜面移动的距离、木块上升的高度；
③改变斜面的，重复步骤②的操作，再测两次斜面的机械效率。
二、记录数据：
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
沿斜面移动
距离s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效
率
较缓 5
较陡 5
最陡 5
三、注意事项：
①要拉动物体。
②拉力要与斜面。
③及时记录数据。
【结论】当相同时，斜面越平缓越力，机械效率越。
【补充】当相同时，斜面越光滑越力，机械效率越。
探究斜面的机械效率与哪些因素有关？
结论
3 4
15 30
毛巾 木板
2.7 2.7
11.5 19.5
65 65
5
60
木板
2.7
33.5
65
6 7
15 15
木板 木板
4.2 5.7
11.5 11.5
65 65
探究斜面的机械效率与哪些因素有关？
实 验 次 数 1 斜面倾 斜面材 物体 角（斜 料（斜 的重 面的倾 面的粗 力 斜程 糙程 （物 度） 度） 重） G/N 15 玻璃 2.7 斜面 沿斜 斜面 的高 面的 有用功 总功W 的长 机械效率 度 拉力 W /J /J s/cm h/cm F/N 11.5 0.9 65 0.31 0.59 53.08
探究斜面的机械效率与哪些因素有关？
实 验 次 数 1 2 斜面倾 斜面材 物体 角（斜 料（斜 的重 面的倾 面的粗 力 斜程 糙程 （物 度） 度） 重） G/N 15 15 玻璃 木板 2.7 2.7 斜面 沿斜 斜面 的高 面的 有用功 总功W 的长 机械效率 度 拉力 W /J /J s/cm h/cm F/N 11.5 11.5 65 65
结论
斜面的机械效率与斜面的倾斜程度 、斜面的粗糙程度、物体的重有 关： （1）在斜面的倾斜程度、物体的 重一定时，斜面越粗糙机械效率越 低； （2）在斜面的粗糙程度、物体的 重一定时，斜面越陡机械效率越 高； （3）在斜面的倾斜程度、斜面的 粗糙程度一定时，物体越重机械效 率越低 。 （4）斜面的机械效率与斜面的高 、斜面的长及物体沿斜面匀速运动 的速度无关！！
2
15
木板
2.7
11.5
1
65
0.31
0.65
47.77
11.5机械效率(探究斜面机械效率专练)(含答案)-2024-2025学年苏科版物理九年级上册
(2)下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据：
实验
次数
斜面
粗糙程度
重物的重力
大小G/N
弹簧测力计的
示数F/N
重物沿斜面移动的
距离//m
重物上升的
高度h/m
机械效率
η/%
1
较粗糙
2.0
1.51
0.80
0.40
66.2
2
较粗糙
2、斜面是一种简单机械，生活中人们常常利用它来省力。斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和物体重力有关，小明想探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系”。于是他找来木块A．长木扳B．三个高度不同的长方体C和一把弹簧测力计进行实验，实验装置如图所示。
实验
次数
斜面
倾斜程度
木块
重G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
拉动距s/cm
机械效率η/%
1
木块
6
8
1.20
80
505
100
①第2次实验时斜面的机械效率为______%。
②进行这两次对比实验是为了研究猜想______。
③第1次实验中，木块所受摩擦力为______。
（3）小明利用该实验装置进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功随斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）的变化关系图象如图乙所示。
5、小明用图甲所示装置探究“斜面的机械效率”．实验前他有如下猜想： 斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关。 斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
（1）实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做______运动。
初中物理：探究滑轮组(斜面)机械效率(答案)
探究滑轮组（斜面）机械效率中考题欣赏：(2011年29题)好动脑的同学们在甲装置木板右端又垫了一个木块，来探究斜面的机械效率。
实验前他们分析：“由于斜面不是光滑的，沿斜面向上拉物体，必定要克服摩擦做额外功，斜面的机械效率一定受摩擦力的影响”。
于是他们做了如图丁所示的实验，实验时，用弹簧测力计拉着物体沿斜面做运动。
实验表格如下：根据所给数据算出第 2 次实验中所做额外功为 J ，斜面的机械效率为。
根据表中的数据可以得出：斜面粗糙程度一定时，斜面越倾斜该物体所受的摩擦力越，机械效率越。
变式训练：1.在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关．B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图12所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：实验次数斜面倾角θ物块重量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①300 5.0 0.6 4.2 1.2 3.0 5.0②300 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8 60%③450 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71%（1）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（填“左”或“右”）．（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为_______%，第②次实验中总功为______J．（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想_________（填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：在其它条件相同时，_____________________．（4）此实验主要用到的研究方法是__________．（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与______（写出一个）有关．2.如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。
专题33斜面及斜面机械效率的计算(原卷版+解析)
专题32 滑轮及滑轮组机械效率的计算斜面及斜面的机械效率是初中物理力学中重要知识，也是中考中常考实验之一。
通过斜面及斜面的机械效率考查，能很好考查学生的对机械效率知识的掌握情况，加深对机械效率的理解。
在中考试卷中，结合测力计读数、功、机械效率的计算等知识考查，侧重考查有用功、总功、机械效率的计算以及影响斜面机械效率高低的因素，主要以实验、计算形式考查，分值在2分—6分左右。
一、斜面定义、特点及实际应用：1、斜面的定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
2、斜面特点：斜面是一种省力的简单机械。
用斜面把重力为G的物体推到高处时,如果不计摩擦力,已知斜面长为L,高为h，倾角为α，推力F所做的功W F=FL，不用斜面而由人直接将该重物提到同一高度时克服重力所做的功W G=Gh，根据机械功的原理（使用任何机械都不省功），得FL=Gh,所以sinGhF GLα==，由于L>h，所以可以省力。
3、应用：螺旋（木螺丝、螺母、螺杆、饮料瓶瓶盖）、盘山公路等。
例题1 （2022全国九年级）如图所示，将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时，如若沿斜面的拉力分别为F B、F C，各个过程拉力做功为W B、W C，则它们的大小关系正确的是（）A．W B＞W C，F B＜F C B．W B＝W C，F B＜F C考点透视迷津点拨与点对点讲练C ．W B ＞W C ，F B ＝F CD ．W B ＝W C ，F B ＝F C【答案】B 。
【解析】斜面光滑说明摩擦力为0，拉力除了克服物体重力做功之外没有做额外功，则两次做的功都等于克服物体重力做的功，两次分别把同一物体提升到相同的高度，克服物体重力做的功相同，所以拉力做功也相同，即W B ＝W C ，斜面BA 的倾斜角度小于斜面CA 的倾斜角度，所以s AB ＞s AC ，由W=Fs 可知所以物体沿BA 运动时拉力较小，即F B ＜F C ，故选B 。
【点拨】斜面是一个可以看成一个省力的简单机械，省力的大小与斜面的粗糙程度有关，还有斜面的倾斜角度有关。
影响机械效率因素的分析
影响机械效率因素的分析作者：王福星来源：《试题与研究·中考物理》2014年第01期由机械效率η=W有/W总分析，影响机械效率的因素就是W有和W总，而W总=W有+W额即W有和W额在W总中的比值。
但是具体到不同的简单机械中，影响机械效率的因素又是各不相同的。
1.影响斜面机械效率的因素影响斜面机械效率的因素有：斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度。
倾斜程度影响的是有用功，粗糙程度影响的是额外功。
斜面越光滑，机械效率越高；斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。
图1例1.如图1所示是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置。
（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）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）2.00.251.20.8052%2同上2.00.351.40.8063%3同上5.00.353.50.8063%4较光滑（铁块-木板）5.00.353.10.80①该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与、、的关系。
②在第四次实验中，斜面的机械效率为。
解析：（1）分析表中需要测量的物理量，从而知道需要的测量工具。
由表中数据可见需要测量的物理量有四个：物块的重力、沿斜面的拉力、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，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、物块重力相同，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，物块重力不同，机械效率相同，研究的是斜面的机械效率与物块重力的关系（无关）；分析实验3、4，斜面的倾斜程度、物块重力相同，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（有关）。
斜面机械效率
实验记录表格：
实 钩码 钩码
验 重 上升
次 G/N 高度
数
h/m
拉 拉力移 有用功 总功
力 动距离 W有/J W总
F/N S/m
/J
1
机械 效率
2
3
实验记录表格：
实 钩码 钩码
验 重 上升
次 G/N 高度
数
h/m
拉 拉力移 有用功 总功
力 动距离 W有/J W总
下列有关机械效率的概念的叙述中正确 的是 D
A、机械效率越大,做功越快 B、做有用功越多时,机械效率越大 C、机械效率越大,又省力又省功 D、机械效率越大,有用功占总功的比值
越大
实验原理
注意：沿斜面方向匀速拉动
深入探究 斜面的机械效率影响因素
1、猜想： 斜面的机械效率可能和_________有关。 2、研究方法： 3、器材选择与实验设计：
F S
h
探究: 斜面的机械效 率与斜面倾斜 程度是否有关
改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率
探究：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度
⑵实验中需要的测量工具有__刻__度__尺__和 __弹__簧_测__力_计____。
⑶需要直接测量的物理量有：绳端的拉 力F、_物_体__重_G______、物_体__上__升_距__离_h_和 绳__自_由__端__移_动__距_离__S_。
⑷实验时拉力的方向应尽量_竖__直_向__上__,且 应在钩码___匀__速__移_动__的过程中读取拉力 的大小。
最陡 1 0.23 0.5 0.72 0.23 0.36 63.9％
结论：斜面粗糙程度一定时,斜面倾斜程 度越大,机械效率越高。
中考必备-物理《实验：探究斜面机械效率》考典练题(解析版)
中考必备-物理《实验：探究斜面机械效率》考典练题（解析版）一、实验探究题1.小明利用斜面进行如下的实验．为了探究斜面的特点，小明做了三次实验，实验数据如下表：①分析表中数据可知，沿斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面倾斜角度越大，机械效率越______，拉力越______．②由表中第一行数据可知W有用=______J，W总=______J，此过程中铁块与斜面之间的摩擦力为______N.2.小红学习了斜面和机械效率的知识以后，利用弹簧测力计、家中的案板和茶杯等器材进行了以下操作：A.用弹簧测力计测得杯子的重力G；B.用案板做斜面(如图所示)，用弹簧测力计将杯子沿斜面匀速向上拉至斜面顶端；C.分别测出拉力F、杯子移动的距离s和上升的高度h；D.通过改变斜面的垫高高度(即ℎ)从而改变斜面的倾斜程度，做四次实验，记录实验数据如下表所示．(1)根据第1组数据，计算出该组实验中的机械效率为__________%；(2)观察实验数据，可以得出一些结论，请写出两条：①_________________________________________________；②_________________________________________________；(3)根据第3、4组数据，计算出该组实验中杯子受到的摩擦力大小分别为_______N、_______N；(4)小红还想利用此装置探究斜面的机械效率与物体重力的关系，请根据此装置，提出一个实验方案：______________________．3.小明同学用如图所示的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，他首先测出木块重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块，调节斜面倾斜角度的大小并多次测量，得到下表所示的数据：(1)实验中，小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做______运动，并读出弹簧测力计的示数；(2)当斜面倾斜角为30度时，弹簧测力计的示数如图所示，则此时拉力F=__________N；(3)分析表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角度越_________(选填“大”或“小”)，越省力，斜面的机械效率越_______________(选填“高”或“低”)；(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持_____不变，斜面的光滑程度不变，只改变物重；(5)实验完成后，小明没有进行其他操作，根据表中数据计算出当斜面倾斜角为30度时，木块与斜面间的滑动摩擦力f=____N．4.小强同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。
测量滑轮组和斜面的机械效率实验原理
测量滑轮组和斜面的机械效率实验原理一.滑轮组的机械效率实验原理：1.滑轮组的机械效率是指输入功率与输出功率之比，即η= Pout /Pin。
在实验中，我们可以通过测量滑轮组的输入功率和输出功率来计算机械效率。
2.输入功率可以通过测量施加在滑轮组上的力F和施加力的速度v来计算，即P_in=Fv。
3.输出功率可以通过测量滑轮组上的负载力F'和负载力的速度v'来计算，即P_out= F'v'。
4.通过测量这些参数，我们可以计算出滑轮组的机械效率η。
二.斜面的机械效率实验原理：1.斜面的机械效率是指斜面上物体的重力势能转化为动能的效率，即η=(mgh-mgh')/(mgh)=1-h'/h，其中m是物体的质量，g是重力加速度，h是斜面的高度，h'是物体下滑的高度。
2.在实验中，我们可以通过测量物体下滑的高度h'和斜面的高度h来计算机械效率。
3.通过测量这些参数，我们可以计算出斜面的机械效率η。
三.实验步骤：1.滑轮组的机械效率实验：首先，我们需要测量施加在滑轮组上的力F和施加力的速度v，然后测量滑轮组上的负载力F'和负载力的速度v'。
通过这些参数，我们可以计算出滑轮组的机械效率η。
2.斜面的机械效率实验：首先，我们需要测量物体下滑的高度h'和斜面的高度h。
通过这些参数，我们可以计算出斜面的机械效率η。
四.注意事项：1.在实验中，我们需要确保测量的参数准确无误，以保证计算出的机械效率结果准确可靠。
2.在实验中，我们需要注意安全，避免发生意外事故。
五.实验结果分析：1.通过实验，我们可以得到滑轮组和斜面的机械效率，从而了解它们的性能和效率。
2.通过比较不同条件下的机械效率，我们可以分析滑轮组和斜面的性能差异，从而优化设计和使用。
通过这些实验，我们可以更好地了解滑轮组和斜面的性能和效率，为实际应用提供参考和指导。
(四)影响斜面机械效率的相关因素
值得探究的猜想：
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与物体的重力有关。
给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：
（1）你选择的猜想是
（填写序号）
（2）要用图中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：（至少写出两
武汉市 32 中学__九__年级__物理__学科教学案 主备人：__张燕___审核：___________ 班级_______姓名_________
课题：机械效率（第四课时）——测量斜面的机械效率
二次备课案
学习目标：
1.知道影响斜面机械效率的因素
2.会测定斜面的机械效率，并会运用控制变量法的实验方法进行探究实验 学习重、难点：斜面的机械效率 知识清单
________________
4、小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机
械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如下图所示。她首先测出小车重，然
后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ 的大小多次测量，得到
下表所示的数据：
倾 斜 小车重 斜面高 斜面长 拉力 有用功 总功 机械
4
3.1
移动距离(h/m)
0.5
0.5
0.5
0.5
总功(W 总/J)
1.1
1.35
1.55
机械效率(η )
0.68
0.81
(5)分析实验数据,能得出斜面的机械效率跟什么因素有关?有怎样的关系?
(6)机械效率越高的机械是否越省力呢?请结合上面的实验数据进行分析判 断。
知识点过关： 1、滑轮机械效率相关公式： 定滑轮：η =_________________；动滑轮：__η =____________________ 滑轮组：__η =__________、___η =____________、G 动= 2、影响滑轮组机械效率的因素：__________、_________和____________ 物重一定时，___________________________________________________； 动滑轮个数一定时，_____________________________________________
2020年中考物理复习实验专题十九《探究斜面的机械效率》
2020年中考物理复习实验专题十九《探究斜面的机械效率》1.小明用图甲所示装置探究“斜面的机械效率”．实验前他有如下猜想：A.斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关。
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
（1）实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做______运动。
（2）下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据。
①第2次实验时斜面的机械效率为______%。
②进行这两次对比实验是为了研究猜想______。
③第1次实验中，木块所受摩擦力为______。
（3）小明利用该实验装置进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把5N 的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功随斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）的变化关系图象如图乙所示。
①由图象可知：W与L成______比。
额外②当斜面的水平长度时，拉力做的总功为______J。
③若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为______N。
【答案】匀速80A0.6正 2.3 22.斜面是一种简单机械，下图是探究这种机械的特点的装置。
（1）如图甲所示那样，测量木块重量时，应使木块保持__状态，并依据___条件得出木块重量的大小等于弹簧测力计的示数。
（2）将木块放在如图乙所示的斜面上，并用测力计沿斜面匀速向上拉木块，收集到如表的数据：斜面倾斜程度木块所受重力G/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m 沿斜面拉力F/N 较缓 5 0.2 1 2较陡 5 0.3 1 2.6最陡 5 0.4 1 3.2（3）①求最陡时斜面的效率____；在此过程中木块所受的摩擦力____。
②分析表格数据发现摩擦力____拉力（选填“大于”、“小于”或“等于”），从做功的角度分析，原因是____。
【答案】静止（或平衡）二力62.5% 1.2N小于总功大于额外功3.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）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）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：①该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与________、________、________的关系．②在第四次实验中，斜面的机械效率为________．【答案】刻度尺接触面粗糙程度物块重斜面倾斜程度71%4.小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到课上学到的知识，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：（1）表格中缺少2个数据，请补充完整, 表格中编号①处数据应为2.4 _______，编号②处数据应为________83.3%。
个性化讲义之滑轮和斜面的机械效率实验探究专题(附录答案)
学科：物理学段：学生姓名教师联系电话：教学内容滑轮和斜面的机械效率实验探究专题1、探究“滑轮、斜面的机械效率”实验教学目标2、机械效率的分析3、额外功的来源及重点分析1、实验过程中的细节步骤关注教学重、难点2、实验数据的处理3、有用功、额外功、总功之间的关联复习导入：观察下图的图片，体会利用机械做功时额外功的来源．想一想减少额外的方法．【探究影响滑轮组机械效率的因素】〖原理〗〖方案〗需要测量的物理量有：、、、。
〖器材〗铁架台、滑轮组、钩码、〖注意〗实验时应、、拉动弹簧测力计。
〖讨论〗测量时，若突然用力拉动，则测得的机械效率将；若在弹簧测力计静止时读数，则测得的机械效率将；若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效率将。
〖分析〗（ 1）同一动滑轮，提升重物至同样高度，物重增加，做的有用功，额外功，总功，机械效率；（ 2）提升同一重物至同样高度，动滑轮越重，或使用的动滑轮越多，做的有用功，额外功，总功，机械效率。
〖总结〗1．提高滑轮组机械效率的方法：（ 1）提升物体的重力；（ 2）动滑轮自身的重力；（ 3）绳重及绳与滑轮之间的摩擦。
2．滑轮组的机械效率与提升的速度，与提升的高度，与滑轮组绕绳方式。
〖质疑〗如果没有刻度尺，如何测出滑轮组的机械效率？拓展：滑轮组的机械效率（不计摩擦）W有用W有用G物h G物1W 总W 有用W额外G 物 h G轮hG物G轮1G轮G物因此滑轮组的机械效率与物重与轮重有关：（1）滑轮越重，滑轮组的机械效率越低，可以理解为滑轮越重，做的额外功越多；（2）物体越重，滑轮组的机械效率越高，可以理解为做的有用功多，机械效率越高例 1：小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N ，测得的数据如下表：a b c物理量h/m 测力计示数 F/N 测力计移动距离 s/m 实验次数钩码总重 G/N 钩码上升的高度机械效率1 4 0.1 1.8 0.32 6 0.1 2.4 0.3 83%3 4 0.1 1.4 0.5 57%4 4 0.2 1.4 1.0 57%（1）在实验中，测绳端拉力 F 时，应尽量竖直向上＿＿＿＿拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、创设情景，导入新课
师：工人往高处搬重物时，一般会用什么方法？
生：用木板搭成一个斜面，把重的东西推上去或拉上去。
师：为什么这么做呢？
生：因为斜面可以省力。
师：斜面这种省力的机械，在生活中有许多运用，同学们都见过哪些斜面？
生：盘山公路就是一个大斜面。
（大屏幕）
师：还有吗？
生：我们骑自行车上坡时，走S形路线会更容易一些。
也是利用了斜面可以省力。
师：这盘山公路像不像S形？
师：桥梁的引桥也是一个斜面，而且桥面越高，引桥也越长。
（大屏幕）师：既然使用斜面可以省力，那能不能省功呢？
生：不能。
因为使用任何机械都不能省功。
师：说得很好。
实际上使用任何机械都会不可避免的做一些额外功，这样使得有用功总是小于总功，有用功占总功的百分比就是机械效率，我们用它来描述利用机械做功的效率，那么斜面的机械效率到底与哪些因素有关呢？它的省力情况与它的机械效率有什么关系吗？
二、合作交流，解读探究
1．提出问题：
师：这节课我们就一起来探究斜面的机械效率。
师：我们利用斜面做功时，目的是把物体抬到一定高度处。
我们不把它竖起提升，而是沿着斜面把它拉上去，这是为了省力。
演示：请看这里，沿斜面拉物体时，什么是有用功？什么是总功？如何计算斜面的机械效率？
生：克服物体重力所做的功是有用功，拉力所做的功是总功。
师：我们需要哪些测量仪器？需要测量哪些物理量呢？
生：需要弹簧测力计和刻度尺。
要测出物体重力，斜面高度，拉力，斜面长度。
师：你们准备怎样测量拉力的大小？
生：用弹簧测力计钩住物体，沿斜面匀速向上拉，读出测力计的示数即为拉力的大小。
师：知道了如何测量斜面的机械效率了，同学们猜想一下，斜面的机械效率可能与哪些因素有关呢？
2．进行猜想：
生：斜面的机械效率可能与斜面的高度、斜面长度、倾斜程度、斜面坡度、斜面粗糙程度、所拉物体重力有关。
（大屏幕）
师：能说说你们的猜想依据吗？
生：我觉得可能与斜面的粗糙程度有关，斜面越粗糙，克服摩擦力所做的额外功就越多，机械效率越低。
师：有道理。
摩擦是影响机械效率的一个重要因素，摩擦力越大，做的额外功就越多，机械效率就越低。
生：我觉得可能与斜面的倾斜程度有关，斜面的倾斜程度越大，把物体提升得也越高，机械效率就越高。
生：我认为可能与斜面的坡度有关。
坡度越大，斜面的机械效率越高。
生：我觉得可能与物体的重力有关，物体越重，所以机械效率高（或越低）。
生：我认为可能与斜面的长度有关，斜面越长，克服摩擦力所做的额外功也越多，机械效率就越低。
生：我认为可能与物体对斜面的压力有关，压力越大，机械效率越低（或越高）。
生：我认为可能与斜面的高度有关，斜面越高，做的有用功就越多，机械效率越高。
师：很不错，同学们猜想了这么多因素，而且说得有理有据。
我们能不能把这些因素中相类似的因素合并合并，把问题简化一下呢？谁来说？生：我觉得斜面的坡度与斜面的倾斜程度可以合并。
师：坡度与倾斜程度是不是一个意思呀？
生：我觉得物体对斜面的压力与物体的重力可以合并。
师：物体越重，对斜面的压力也越大，那我们把它们合并为重力，因为压力不太好测量。
生：我认为斜面的高度与斜面的长度也都可以合并为斜面的倾斜程度，因为固定高度，只改变长度或固定长度只改变高度都相当于改变了斜面的倾斜程度，效果是一样的。
师：说得有道理，你能来演示给我们看看吗？
生：演示并解说。
把斜面长度固定，只改变斜面高度，斜面的倾斜程度变了；把斜面高度固定，只改变斜面的长度，斜面的倾斜程度也变了。
这两种方法达到的效果是一样的。
师：这两种方法都改变了斜面的倾斜程度。
但哪一种方法更简便？生：固定高度，改变斜面的长度更简便。
师：按照同学们的讨论结果，进行合并后，影响斜面的机械效率的因素有几个？
生：斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度、物体重力。
（大屏幕）3．设计方案：
师：要证明同学们的猜想是否正确，最好的办法就是做实验，因为实验是检验真理的唯一标准。
但是在做实验之前，我们必须先设计好实验方案，因为只有这样，才能让实验有条不紊的进行。
师：当一个物理量与几个因素有关，我们用什么方法来进行探究呢？生：控制变量法。
师：当一个量与多个因素有关，在探究其中一个因素时，我们要控制其它的因素一定，这就是控制变量法。
由于探究的因素较多，我们的时间也有限，所以各小组的同学只能就其中一个你比较感兴趣的问题来进行探究，各小组讨论一下，我来分分组，同时请各小组组长来领取实验报告单。
把你们的设计方案写下来，画出实验的图例和实验表格。
生设计实验，师巡视。
发现问题及时给与帮助。
4．展示交流结果：
生1：在探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时，控制斜面的粗糙程度和物体重力一定，改变斜面的倾斜程度。
分别就较缓、较陡、最陡做三次。
这是我们的设计方案图和表格。
师：大屏幕展示方案。
三、知识运用
四、总结。