斜面机械效率跟哪些因素有关

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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。

探究斜面的机械效率

探究斜面的机械效率

探究斜面的机械效率提出问题:小明通过实验探究了使用滑轮不能省功,并测定了滑轮组的机械效率。

他想斜面也是一种机械,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:。

(3)我们需要哪些测量仪器:。

(4)斜面的机械效率表达式:。

(5)你准备怎样测量拉力的大小。

实验器材:一块长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺、几块高度不相等的木块、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实验次数斜面坡度斜面材料斜面高/m小车重/N有用功/J斜面长度 /m拉力/N总功/J机械效率1 较缓木板2 较陡木板3 最陡木板表格二实验次数斜面坡度斜面材料斜面高 /m小车重 /N有用功 /J斜面长度 /m拉力/N总功/J机械效率1 较陡毛巾2 较陡木板3 较陡玻璃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。

【物理:《探究斜面的机械效率》课堂实录】物理斜面机械效率

【物理:《探究斜面的机械效率》课堂实录】物理斜面机械效率

《【物理:《探究斜面的机械效率》课堂实录】物理斜面机械效率》摘要: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,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,师:那综合分析一下省力情况与机械效率大小,你可以得到什么结论?生:斜面越省力,机械效率越低;斜面越费力,机械效率越高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:大屏幕展示方案一。

(强调材料任意选择其中一种)(动画及表格)附表格一:实验次数斜面坡度斜面材料斜面高/m小车重/N有用功/J斜面长度/m拉力/N总功/J机械效率1较缓木板2较陡木板3最陡木板生2:在探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系时,控制斜面的倾斜程度和物体重力一定,改变斜面的粗糙程度。

斜面的机械效率。

斜面的机械效率。

斜面的机械效率。

斜面是一种常见的物理实验装置,可以通过斜面来研究物体在斜面上的运动规律以及斜面对物体的影响。

在实际应用中,斜面也被广泛运用在各种机械装置中,如坡道、滑道等。

机械效率是指机械装置所能实现的工作输出与输入之间的比值。

对于斜面而言,机械效率可以通过计算斜面的倾角以及斜面对物体所施加的力来进行评估。

斜面的机械效率主要受到以下几个因素的影响:
1. 斜面的倾角:斜面的倾角越小,机械效率越高。

这是因为斜面的倾角越小,物体在斜面上的运动所需的力越小,从而减小了能量损耗。

2. 斜面的摩擦力:斜面上的摩擦力会对物体的运动产生阻碍,从而降低机械效率。

减小斜面与物体之间的摩擦力可以通过涂抹润滑剂或改变斜面材料来实现。

3. 斜面的长度:斜面的长度越长,物体在斜面上的加速时间越长,从而减小了动能的损失,提高机械效率。

4. 物体的质量:物体的质量越大,斜面所需施加的力就越大,从而降低机械效率。

因此,在设计斜面时需要考虑物体的质量,以确保斜面能够承受物体的重量。

除了上述因素外,还有其他一些因素也会对斜面的机械效率产生影响,如斜面的表面光滑度、斜面的形状等。

了解斜面的机械效率对于设计和优化机械装置具有重要意义。

通过合理地选择斜面的倾角、减小摩擦力等措施,可以提高机械装置的效率,从而实现更好的工作输出效果。

探究斜面的机械效率与哪些因素有关?

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

进阶中考2020——实验专练(斜面机械效率)物理精选练习题

进阶中考2020——实验专练(斜面机械效率)物理精选练习题

实验专练(斜面机械效率)物理精选练习1.物理学习兴趣小组的同学们利用如下图所示的装置探究了斜面的机械效率跟什么因素有关。

下表是他们在同一斜面上沿斜面拉动木块匀速向上运动时得到的数据和根据数据计算出的机械效率,请你利用这些数据计算和回答下列问题。

所用的时间为5s,求木块移动的速度及拉力对木块做功的功率;(2)计算第3次实验斜面的机械效率;(3)比较实验结果可以得出:在接触面粗糙程度和木块沿斜面移动的距离相同的情况下,影响斜面机械效率的因素是____。

2.探究“斜面的机械效率”的实验装置如图所示,某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想:下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据:(1)请将表格中空格处的数据填写完整;(2)由以上表格小明得出“斜面越陡机械效率越高”的结论,要得到此结论需要控制不变的因素有:①________________________ ②________________________ ③________________________(3)分析表格中的实验数据还可推知:高度相同的斜面,越长越____(填“省力”或“费力”);斜面在我们生活中的应用有________(只写出一条即可)。

3.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:(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.在“探究斜面的机械效率”实验中,小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。

如图所示是他们设计的实验装置,下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。

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 8.4 1 60% sh的猜想,结论是:在其它条件一定时,斜面____,机械效率越高。

初中物理:探究滑轮组(斜面)机械效率(答案)

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。

滑轮斜面机械效率的计算公式

滑轮斜面机械效率的计算公式

滑轮斜面机械效率的计算公式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:滑轮斜面机械效率是指在使用滑轮和斜面搭建的力学系统中,输入的功率和输出的功率之比。

机械效率表示了能量在机械系统中的转换程度,是评估机械系统性能的重要指标之一。

在实际应用中,我们经常需要计算滑轮斜面机械效率,以了解系统的能量损失情况并优化系统设计。

在滑轮斜面机械系统中,通常会有一个斜面和一个滑轮。

当斜面上有斜坡物体往下滑动时,可以利用滑轮来实现提升物体的目的。

通过合理设计滑轮和斜坡的结构,可以提高机械系统的效率,减少能量损耗。

要计算滑轮斜面机械效率,首先需要了解系统的输入功率和输出功率。

输入功率是指在施加外力的情况下,系统获得的机械能量;输出功率则是指系统输出的机械能量,用于提升物体或做其他工作。

机械效率可以用下面的公式来表示:机械效率= 输出功率/ 输入功率在计算机械效率时,我们通常需要考虑机械系统中的能量损失。

能量损失主要包括摩擦力、惯性力和其他摩擦引起的能量消耗。

这些能量损失会导致系统的总功率降低,从而影响机械效率的计算。

为了提高机械效率,我们可以采取一些措施来减少能量损失,比如减少摩擦力、改善滑轮和斜面的结构等。

在实际应用中,计算机械效率可以帮助我们评估系统的性能,并优化系统设计。

通过合理设计滑轮斜面机械系统,可以提高工作效率,减少能量消耗,同时也延长机械设备的使用寿命。

熟练掌握滑轮斜面机械效率的计算方法对于工程师和设计师来说是非常重要的。

第二篇示例:滑轮斜面机械效率是指斜面上放置滑轮系统时,输入的功率和输出的功率之比,也就是机械效率是用来衡量滑轮系统的能量转换效率的重要参数。

在工程设计和实际应用中,了解和计算滑轮斜面机械效率是非常重要的。

我们需要了解一下滑轮斜面的基本原理。

滑轮斜面系统由斜面和滑轮组成,通过滑轮的转动来减小力的大小,使得需要施加的力更小,从而提高使用的便利性。

在减小力的滑轮还能够增加位移,提高工作效率。

而机械效率就是评价滑轮系统能否满足需求、是否能实现良好效果的重要参数。

影响机械效率因素的分析

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)。

斜面的机械效率

斜面的机械效率

斜面的机械效率引言机械效率是指机械设备或系统在执行工作时转化输入能量为输出能量的比例。

在众多机械设备中,斜面是一种常见的简单机械装置. 它由一个倾斜的平面构成,可以用于改变能量的方向和大小。

斜面的机械效率是衡量其性能和效能的重要指标,对于设计和优化机械系统起着重要作用。

本文将探讨斜面的机械效率以及影响机械效率的因素。

1. 斜面的机械效率的定义和计算方法机械效率是通过比较输出功率与输入功率的比率来衡量的。

对于斜面,机械效率可以表示为斜面上物体的输出功率与输入功率之比。

斜面的机械效率(η)= 斜面上物体的输出功率 / 斜面所受重力的输入功率其中,斜面上物体的输出功率可以通过物体的质量(m)、滑动距离(d)和滑动时间(t)计算得出:输出功率 = mgh / t斜面所受重力的输入功率可以通过斜面的高度(h)、输出功率和摩擦力(Ff)计算得出:输入功率 = mgh + Ff * d / t通过将输出功率和输入功率带入上述方程,可以计算得出斜面的机械效率。

2. 影响斜面机械效率的因素斜面的机械效率受到多种因素的影响。

以下是影响斜面机械效率的几个重要因素:2.1 摩擦力摩擦力是斜面机械效率不可忽视的重要因素之一。

摩擦力会减小斜面上物体的输出功率及整体机械效率。

为了最大限度地提高机械效率,减小摩擦力是必不可少的。

2.2 斜面角度斜面的角度是影响斜面机械效率的另一个重要因素。

合理选择斜面的角度对于提高机械效率至关重要。

过大或过小的角度都会导致机械效率下降。

2.3 斜面材料斜面的材料也会对其机械效率产生影响。

不同材料的摩擦系数不同,从而影响斜面的摩擦力。

选择适合的材料可以减小摩擦力,提高机械效率。

2.4 负载重量斜面上物体的质量也会对机械效率产生影响。

负载重量增加会增加输入功率,从而降低机械效率。

因此,在设计机械系统时需要考虑负载重量对机械效率的影响。

3. 提高斜面机械效率的方法为了提高斜面的机械效率,可以采取以下几个方法:3.1 减小摩擦力通过选择低摩擦系数的材料或采用润滑剂等方法,可以减小斜面的摩擦力,提高机械效率。

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

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。

1_研究斜面的机械效率与什么有关系

1_研究斜面的机械效率与什么有关系

1_研究斜面的机械效率与什么有关系研究斜面的机械效率与以下几个方面有关:1.斜面的角度:斜面的角度是指斜面与水平面之间的夹角。

当斜面的角度增大时,机械效率会下降。

这是因为较大的角度会增加了重力对物体的作用力,使得物体需要克服更大的重力而下降。

因此,相同的输入力会得到较小的输出力,导致机械效率的降低。

2.摩擦力:斜面的摩擦力会影响机械效率。

摩擦力是由斜面和物体之间相对滑动产生的。

当摩擦力较大时,会消耗掉一部分输入力,使得输出力减小,从而降低机械效率。

3.斜面的长度:斜面的长度指斜面的水平距离。

当斜面的长度增加时,物体下降的路程也会增加,这意味着需要消耗更多的能量来下降。

因此,相同的输入能量会得到更大的位移,从而降低机械效率。

4.物体的质量:物体的质量对机械效率也有一定的影响。

当物体的质量增加时,需要更大的输入力来克服重力使其下降。

因此,相同的输入力会得到较小的输出力,导致机械效率的降低。

5.斜面的材质和表面形状:不同材质和表面形状的斜面对物体的摩擦力有着不同的影响。

光滑的表面会减小摩擦力,从而提高机械效率;而粗糙的表面则会增加摩擦力,导致机械效率的降低。

6.外界因素:斜面的机械效率还受到一些外界因素的影响,如空气阻力和其他摩擦力的存在。

这些因素会损耗掉一部分输入能量,使得输出能量减小,从而降低机械效率。

综上所述,斜面的机械效率与斜面的角度、摩擦力、斜面的长度、物体的质量、斜面的材质和表面形状,以及外界因素有关。

研究斜面的机械效率需要综合考虑这些因素,并通过实验和理论分析来进一步了解其影响机制和优化方法。

初中物理探究影响斜面机械效率的因素

初中物理探究影响斜面机械效率的因素

初中物理探究影响斜面机械效率的因素影响斜面机械效率的因素有很多,包括斜面的摩擦力、重力、斜面的倾角等等。

在进行实验之前,首先要了解机械效率的定义。

机械效率是指机械装置所完成的有用功与输入的总功之比。

当输入总功和输出有用功相等时,机械效率为1,表示机械装置完全没有损失,是理想的情况。

有以下几个因素影响斜面机械效率:1.斜面的摩擦力:在实验中,我们可以通过在斜面上放置物体,并使物体沿斜面下滑,观察并记录下滑过程中斜面上的摩擦力。

根据实验观察的结果,我们可以得出结论:斜面的摩擦力越小,机械效率越高。

也就是说,当摩擦力越小,有用功越接近输入总功,机械效率越高。

2.重力:重力是斜面机械效率的重要因素之一、重力越大,物体所受的重力分量越大,沿斜面下滑时所做的功就越大。

所以重力对机械效率有正向影响。

但需要注意的是,在实际的应用中,我们常常会使用斜面来降低重力对物体所作的功,从而降低所需的力的大小。

3.斜面的倾角:斜面的倾角对机械效率也有影响。

倾角越大,物体下滑时所做的水平方向的功越大。

所以倾角对机械效率有负向影响。

在实验中,我们可以通过改变斜面的倾角,观察物体下滑时的行为来证明这一点。

4.斜面的结构和材料:斜面的结构和材料对机械效率也有影响。

比如,光滑的斜面与粗糙的斜面在机械效率上会有不同的表现。

一般来说,光滑的斜面上的摩擦力较小,能够实现较高的机械效率。

而粗糙的斜面上的摩擦力较大,会导致机械效率较低。

综上所述,影响斜面机械效率的因素有斜面的摩擦力、重力、斜面的倾角、斜面的结构和材料等等。

在实际应用中,我们可以根据需要调整这些因素,以提高机械效率。

同时,还需要注意平衡各个因素之间的关系,以使机械装置在各方面达到最佳效果。

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》

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%。

斜面的机械效率。

斜面的机械效率。

斜面的机械效率。

斜面是一种常见的机械装置,具有广泛的应用领域,例如提升重物、减轻人力劳动等。

在使用斜面时,我们常常关注的一个重要参数就是机械效率。

机械效率是指斜面在能量转换过程中的损失情况。

在理想情况下,我们认为斜面是光滑的,没有摩擦力,能够将输入的能量完全转化为输出的能量。

然而,在实际应用中,斜面上的物体与斜面之间的接触会产生摩擦力,从而导致能量损失。

斜面的机械效率可以通过两种方式进行计算。

一种是通过测量斜面上物体的高度差和斜面长度来计算,另一种是通过测量斜面上物体的速度和斜面长度来计算。

两种方法都可以得到斜面的机械效率,但计算过程略有不同。

为了提高斜面的机械效率,我们可以采取一些措施。

首先,在设计斜面时,选择光滑的材料可以减少摩擦力的产生。

其次,可以在斜面上添加润滑剂,如油或润滑脂,来减少摩擦力。

此外,还可以对斜面进行定期的维护和保养,以确保其表面的平整度和光滑度。

除了降低摩擦力以提高机械效率之外,我们还可以通过改变斜面的倾角来调整机械效率。

当斜面的倾角增大时,物体在斜面上的滑动速度
会增加,从而提高机械效率。

然而,如果倾角过大,则会增加物体在斜面上滑动的摩擦力,导致机械效率下降。

总的来说,斜面的机械效率是一个重要的参数,影响着斜面的使用效果。

通过降低摩擦力、调整斜面的倾角等方式,我们可以提高斜面的机械效率,使其更加高效地完成工作。

斜面机械效率的计算公式初中

斜面机械效率的计算公式初中

斜面机械效率的计算公式初中斜面机械效率是指在斜面上进行工作时所产生的效率。

在物理学中,斜面机械效率的计算可以通过以下公式得出:机械效率 = 有用输出 / 输入其中,有用输出指的是在斜面上所产生的实际功率,输入是指施加在斜面上的力。

斜面机械效率的计算可以帮助我们了解在斜面上进行工作时的能量转换过程及效率。

在初中阶段,我们通常会学习到简单的斜面机械效率计算,以帮助我们理解这个概念。

在进行斜面机械效率计算时,我们需要考虑以下几个因素:1. 斜面的角度:斜面的角度越小,机械效率越高。

这是因为在斜面较平缓的情况下,需要施加的力较小,从而减少了能量的浪费。

2. 摩擦力:在斜面上进行工作时,摩擦力会消耗一部分能量,因此会降低机械效率。

为了提高机械效率,我们可以减小斜面和物体之间的摩擦力,例如使用润滑剂。

3. 重力加速度:重力加速度的大小也会影响机械效率。

重力加速度越大,机械效率越低。

在计算斜面机械效率时,我们需要先确定实际功率和输入功率。

实际功率是指在斜面上所产生的功率,可以通过测量物体的速度和斜面的长度来计算。

输入功率是指施加在斜面上的力乘以物体在斜面上移动的距离。

通过将实际功率除以输入功率,我们可以得到斜面机械效率的数值。

一般来说,机械效率的数值在0到1之间,可以表示为百分比。

斜面机械效率的计算对于我们理解能量转换和机械原理非常重要。

通过计算机械效率,我们可以评估在斜面上进行工作时能量的利用程度。

这对于设计和改进各种工具和机械设备都有着重要的意义。

总结起来,斜面机械效率的计算是通过将实际功率除以输入功率来得出的。

在初中阶段,我们可以通过简单的计算来理解斜面机械效率的概念,并应用于实际问题中。

斜面机械效率的计算可以帮助我们评估能量转换的效果,对于工程设计和改进具有重要的意义。

斜面的机械效率公式摩擦力

斜面的机械效率公式摩擦力

斜面的机械效率公式摩擦力
斜面是物理中常见的一个场景,它不仅可以用来解释物体的下滑和停止,还可以用来解释机械效率。

机械效率是指机器在工作中所产生的有用功与输入的总功的比率。

在斜面问题中,机械效率通常用来描述斜面上物体的运动和摩擦力的影响。

在斜面上,物体的运动受到重力和斜面的支持力的影响。

如果没有空气阻力和摩擦力的影响,物体将沿着斜面滑动,同时保持其机械能守恒。

但是,由于存在摩擦力的影响,物体受到额外的力导致其能量消耗。

这个额外的能量消耗可以用斜面的机械效率来度量。

斜面的机械效率公式可以表示为:
机械效率 = 有用功 / 总功
其中,有用功是物体在斜面上所做的功,总功是物体在斜面上输入的总功。

有用功和总功可以通过以下公式计算:
有用功 = 力×路程× cosθ
总功 = 力×路程
其中,力是物体受到的斜面支持力和摩擦力的合力,路程是物体在斜面上移动的距离,θ是斜面与水平面的夹角。

摩擦力是影响斜面机械效率的一个关键因素。

摩擦力的大小和方向取决于物体和斜面之间的接触面和相互之间的粗糙程度。

如果物体和斜面之间的摩擦力很小,那么斜面的机械效率将趋近于1,否则机械效率将受到极大的影响。

总之,斜面的机械效率公式可以帮助我们计算物体在斜面上的运动和摩擦力的影响。

在实际应用中,我们可以通过减小接触面和提高物体和斜面之间的光滑程度来降低摩擦力,从而提高机械效率。

斜面的机械效率跟什么有关

斜面的机械效率跟什么有关

F = f +G 下滑斜面的机械效率跟什么有关索杨军 2019年10月8日斜面是常见的省力机械,计算它的机械效率非常容易,但是分析斜面的机械效率跟哪些因素有关,稍有难度。

解决问题的关键是要将重力分解为下沉力和下滑力,从而得到物体对斜面的压力,然后根据滑动摩擦力与压力的关系,进一步得出摩擦力,从而算得额外功,最后导出机械效率的表达式。

参看图1,设斜面高度为h ,长度为s ,倾角度数为θ,动摩擦系数为μ。

一、预备知识首先,需要知道斜面高度与斜面长度之间的关系然后,沿着平行斜面和垂直斜面的两个方向分解重力接着,根据二力平衡和相互作用力的关系,容易得出物体对斜面的压力最后,根据滑动摩擦力与压力的关系,得出物体受到的摩擦力二、推导公式应用预备知识,计算沿斜面匀速推动物体时的机械效率三、相关因素从导出的公式容易发现:斜面的机械效率跟两个因素有关1. 摩擦系数μ倾角度数一定,光滑程度越好(μ越小),机械效率就越高;2. 倾角度数θ光滑程度一定,倾角度数越大(cotθ越小),机械效率就越高。

机械效率跟摩擦系数的异比关系,容易理解;机械效率跟倾角度数的同比关系,难于理解。

为了辅助理解并记忆机械效率跟倾角度数的同比关系,可考虑两种极限情况:对于①式,因为在水平方向推动物体,举高物体的目的始终没有达到,即有用功为0,故机械效率为0。

对于②式,因为在竖直方向吊起物体,物体对斜面没有压力,则不受摩擦力,即额外功为0,故机械效率为1。

图2倾角为直角对于②式的情形,物体之所以对斜面没有压力,对学生讲解时,可采用两种方法。

1. 利用公式直接计算。

在倾角度数由0增加到直角的过程中,其余弦值由1逐渐减小为0,则下沉力逐渐减小为0,物体对斜面的压力也就逐渐减小为0。

2. 采用反证法间接证明。

参看图2,假设物体对斜面有水平向左的压力F 。

根据力的作用是相互的,可知斜面必然对物体也有水平向右的压力F ′=F ,又因物体在水平方向保持静止,必然要受一个水平向左的力F ′′与水平向右的F ′保持平衡,但是对于这个F ′′,我们却找不到它的施力物体(注意:地球对物体的重力沿竖直方向,在水平方向是没有分力的)。

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你的建议给工人减轻了多少负担呢?
例:工人要将1000牛的箱子用手直接搬上1.5米高的汽车, 至少需要多大的力?需做功多少焦?如果工人使用你的建 议改用斜面,斜面长6米,则只需力400牛,请计算一下工 人这时要做功多少焦?斜面的机械效率为多少?如果他使 用你改进后的斜面(在货物下装轮子),则只需力300牛, 此时斜面的机械效率为多少?
我的设计是: 1、实验原理: ( η=W有用/W总=Gh/FL)


2、实验步骤: 1、将一块长木板一端垫高,组成一个较缓的斜面。 2、用刻度尺测出斜面的长为s,高为h; 3、用细绳拴好长木块,挂在弹簧测力计下, 测出木块的重力为G; 4、从斜面的底端沿斜面匀速拉动木块,使它沿斜面上升。 同时读出测力计的示数F;计算出机械效率。 5、再将长木板垫高因素有关
你想知道关于斜面的哪些问题?
使用斜面能否省力 1、我想知道________________________ ? 斜面的机械效率是多少 2、我想知道________________________ ? 如何提高斜面的机械效率 ? 3、我想知道________________________ 4、我还想知道………………………… .. G
L=6m
H=1.5m
评价
1、 通过探究实验使同学们的知识点掌握更加 牢固 2、是同学们加深认识的同时增强动手能力

反思
1、实验准备不够充分 2、分组太少,导致有个别同学没能再规定的 时间内完成实验 3、同学们在实验中有操作不规范之处,应给 于改正

6.将木板上垫上毛巾,重复1~4项实验步骤。
4、记录表格:
斜面 小车 材料 重量 G/N 木板 木板 毛巾 斜面 拉力 斜面 有用 总功 高度 F/N 长 功W有 W总/J h/m s/m /J
机械 效率
结论: 斜面的机械效率与斜面倾斜程度、表面
粗糙程度有关
成果
实验结果交流: 实验结论:
大家一起谈一谈。
实验设计:大家一起动动脑
一:以小组为单位探究斜面机械效率是否跟斜 面坡度(h/L)有关? 二:以小组为单位探究斜面机械效率是否跟斜 面与物体的粗糙程度有关?
注意:设计过程 中哪些变量应控 制好?
G B A
D
F G L
G
h G
C
实施
实验器材:
弹簧测力计、刻度尺、 木板、木块、细线、毛巾
斜面的机械效率为多少?

L G G
h
一、使用斜面能省力吗?

我的设计是:
结论
直接提升 使用斜面后 货物(N) 的力(N)
省力 省力
结论:使用斜面能省力。
二、如何提高斜面的机械效率呢?
我的猜想是:
增加斜面光滑程度 可以提高斜面的机械效率。 1)__________________ 减小 (增加)斜面的倾斜程度 可以提高斜面的机 2) _________________ 械效率。 3)…………………………………………
1)斜面的机械效率跟 斜面的粗糙程度 有关。 在斜面倾斜程度一定的条件下,斜面越光滑,机 械效率越大。
2)斜面的机械效率跟 斜面的倾斜程度(h/L有关。 在斜面粗糙程度一定的条件下,斜面的倾斜 程度越大,机械效率越高。
课外实践:在校园中,在
回家路上找找人们还在使用哪 些我们还未学过的机械来提高 工作效率。
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