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”）。

3．在使用倾斜程度一样的斜面，斜面越粗糙，越________（选填“省力”或“费力”），斜面的机械效率越______（选填“高”或“低”）。

结论：1.在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高。

2.在斜面倾斜程度相同时，斜面越粗糙，机械效率越低。

3.使用斜面不能功。

交流与讨论：

1．实验中还有哪些不足？是否存在以下问题：测量拉力的时候，不能保证匀速拉动物体，而且弹簧测力计不是固定的，而是运动的，不便于读数，拉力的测量误差比较大。斜面长度和斜面高度的测量也存在一些误差。所以我们在测量的时候，都要非常的细心，这样才能提高实验的成功率。

2．新的猜想：“斜面的机械效率还可能与在斜面上被提升的物体重有关”，于是他们选用了体积相同长方体的木块、铁块和一个斜面，类似上述实验步骤进行了实验探究，并根据实验数据归纳了结论。请你对小明一组的同学的实验设计进行评价。

参考答案：

他们选用了体积相同长方体的木块、铁块和一个斜面器材，进行实验虽然改变了被提升的物体重，但是由于木块和斜面的摩擦与铁块和斜面的摩擦是不相等的，没有控制摩擦这个物理量相等，因此说实验探究的结论是不可信的。

训练检测目标探究

1.探究斜面的机械效率

如图所示，该实验器材有：不同的三个斜面、小车、

______________和___________.

(1)研究斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系：

在实验过程中，应选用三个________相同而________

不同的斜面进行实验，只有这样才能得出斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系.

实验中需要测出的物理量有：小车的重力，斜面的________及斜面的________，小车在三个不同斜面向上________运动时的三个拉力的大小.最后计算出有用功和总功，从而算出不同斜面的机械效率.

结论：___________________.

(2)研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系：

在此实验中，应选用三个________相同而________不同的斜面进行实验，测出不同斜面的________和小车在不同斜面上________运动时的拉力大小.通过计算，最后得出结论.

结论：________________________________________ (3)该实验说明斜面的机械效率与斜面的________和________有关.

2.有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车，为了提高斜面的机械效率，下列做法中可取的是（）

A.以较快的速度将木箱匀速拉上汽车

B.以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车

C.改由一个人将木箱拉匀速上汽车

D.板长不变，改用光滑的斜面板，将木箱匀速拉上车

3.分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同高度，对物体所做的功（）

A.杠杆最多

B.斜面最多

C.滑轮组最多

D.一样多

4．如图5所示是小亮同学测定斜面机械效率的装置图，下表是小亮同学设计的记录表格.

分析表格中的实验数据，你能得到哪些结论？（要求写两条）

斜面光滑程度相同时，

斜面的倾斜程度越大，机械效率越大；

斜面的倾斜程度越大，越不省力

5.（10年武汉市）下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：

⑴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__ .

⑵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。

6.如图所示，某人将一物体用F=40 N的推力匀速将一个重200 N 的物体推上高h=1 m、长s=6 m的斜面，求

（1）此人对物体做的总功；

（2）此人对物体做的额外功；

（3）斜面的机械效率；