初三物理机械实验（北方课堂初中物理机械效率实验专题）

初三物理机械实验（北方课堂初中物理机械效率实验专题）B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。A．斜面的机械效率可能与放在斜面上的物体的重力有关。（2）分析数据可以发现：利用斜面可以____________，但不能____________（均选填"省力"或"省功"）；（3）根据以上数据计算此过程中斜面的机械效率为____________（结果保留一位小数）。2．在穗港码头，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：

北方课堂初中物理机械效率实验专题

北方老师原创

1．如图所示，在"探究斜面"活动中，已知斜面长s＝60cm，与之对应的高h＝30cm。现用弹簧测力计进行两次操作：（1）沿竖直方向匀速提升小车；（2）沿斜面方向匀速拉动同一小车。记录数据如下表：

（1）沿竖直方向匀速提升小车时，拉力F对小车所做的功为____________J，沿斜面方向匀速拉动小车时拉力F对小车所做的功为____________J；

（2）分析数据可以发现：利用斜面可以____________，但不能____________（均选填"省力"或"省功"）；

（3）根据以上数据计算此过程中斜面的机械效率为____________（结果保留一位小数）。

2．在穗港码头，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放在斜面上的物体的重力有关。

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所示的装置进行了实验探究，并记录实验数据如下表：

（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上____________拉动木块。

（2）根据表格中数据可以算出，第1次实验斜面的机械效率为____________；第2次实验中总功为____________J。

（3）要验证小华的猜想A，必须对比第____________（填序号）组实验数据，并得出结论：斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力____________关（选填"有"或"无"）。

（4）要验证小华的猜想B，必须对比第____________（填序号）组实验数据，并得出结论：其他条件相同时，斜面倾斜角θ越____________（选填"大"或"小"），斜面越省力，斜面的机械效率越____________（选填"高"或"低"）。

（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。

3．小明和小华一起探究影响斜面机械效率的因索。

他们认为：机械效率是有用功和总功的比值，用斜面匀速拉动一个物体拉到一定高度时，有用功的大小确定，那影响到总功的就是使用斜面的额外功。使用斜面时，额外功是拉动物体时，克服摩擦力所做的功，所以我们要研究影响斜面机械效率的因素，可以从物体与斜面的摩擦力入手。滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度、物体对支持面的压力有关。

（1）他们找了一个斜面，木块（重2N），木板，棉布，毛巾，弹簧测力计，刻度尺，如图进行实验，并记录下相关数据。

表格中缺的数据应为____________。根据实验数据，得出结论：在其他条件一定的前提下，斜面越____________（选填"粗糙"或"光滑"），斜面的机械效率越高。

（2）小明说：用同一个斜面，物体的重力增加，有用功增大，会增大机械效率。小华说：用同一个斜面，物体的重力增加，会增大对斜面的压力，会增大摩擦力，增大额外功，减小机械效率。于是他们拿起实验器材，进行实验，在以上实验器材基础上，他们还需要____________（填添加的器材）。

根据实验数据，请你通过计算，选出下面正确的说法____________

A．小华错误 B．小明错误

C．小华和小明都错误 D．小华和小明都正确

分析，当物体的重力增加几倍，压力也会增加几倍，摩擦力也会增加几倍，有用功增大和额外功增大倍数相同。若物体为5N时，摩擦力是____________N。

4．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，他想探究这种机械的特点及影响这种机械机械效率的因素。

（1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图（a）所示，测量时应让木块保持____________状态，并依据条件____________，得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数；

（2）他将木块放在如图（b）所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面匀速上拉木块，收集到下表中的实验数据：

①比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时____________（选填"能"或"不能"）省力；

②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向____________移（选填"左"或"右"）；

③完成实验表格：第3次实验的机械效率η＝____________；

④比较实验1、2、3，可得结论：斜面粗糙程度相同时，____________，机械效率越高。

⑤请举出斜面的一种生活应用实例：____________。

5．小明在测定斜面的机械效率时，猜想："斜面坡度越大，斜面的机械效率也越大"，请你设计实验验证其猜想，并填写实验报告。

（1）实验目的：____________。

（2）实验器材：除了图的器材，你还需要的测量工具有____________。

（3）实验步骤（可用画图或文字表述）

6．小明用如图所示的方法"测量提升物体所做的功"，看看利用斜面是否省力、是否省功。操作时他将小车先后倒放和正放在斜面上，用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h处。下表是他所设计的实验记录表格及所测的数据：

（1）请将小明所设计的实验记录表格①处补充完整：____________；

（2）对照实验目的，分析甲或乙，可知用斜面提升物体时：____________；

（3）对比甲和乙还可得到的结论是：用同一斜面提升同一物体时，____________影响机械效率大小。

7．某同学用如图所示的装置做"测量斜面机械效率"的实验，回答下列问题：

（1）在实验过程中，应拉着物体沿着斜面向上做____________运动；

（2）若斜面长为s，斜面高为h，拉力为F，物重为G，那么测得斜面的机械效率为____________，斜面对物体的摩擦力为____________；（以上均用代表式表示）

（3）若斜面的倾斜程度、粗糙程度和物重都保持不变，只增加物体在斜面上运动的长度，则所测斜面的机械效率将____________（选填"变大""变小"或"不变"）

8．一座高达40m的大桥，总长为8350m，其中正桥只有850m，而两侧引桥却长达7500m，一座大桥为什么要有这么长的引桥呢？小明很奇怪，请教老师后他明白了引桥相当于一个斜面。

（1）小明用如图所示的斜面进行模拟实验，请将第三次实验数据补充完整。

（2）通过对上述实验数据分析，在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度，发现斜面越长，斜面的倾斜程度越____________，拉动小车匀速上升的力F越____________。由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到____________（"省力"或"省功"）的作用。

（3）通过对实验数据的分析，你对斜面机械效率与倾斜程度的关系可获得的初步结论是：____________。

（4）若小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制不变的量是：____________。

（5）若一列长200m的火车以10m/s的速度匀速通过一侧长3750m引桥，需要的时间为____________s。

9．科学活动课上，同学们骑自行车上一个斜坡，小明沿直线奔向坡顶，小红则沿着"S"形路线骑向坡顶。到达坡顶时两人很有感慨地进行了一番对话，如图所示。

为了验证小明的说法，他们设计实验测量斜面的机械效率：

①如图所示，选用的器材有长木板、木块1（放在长木板上）、木块2（竖放架起长木板）各一个，还需要的测量工具是刻度尺和____________；②他们进行了甲、乙、丙三次操作：

以上三次操作过程，能验证小明说法的两次操作是____________；

③如果小明的说法正确，你选择的两次操作中机械效率的大小关系是____________。

10．如图是某小组同学测量斜面机械效率的实验装置。实验时，用木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面。

（1）用弹簧测力计拉着小车从底端位置A沿斜面匀速运动到位置B，弹簧测力计的示数为1.1N，此时斜面的机械效率为____________。

（2）若将斜面下面的木块向右移，使木块左端与长木板90cm处对齐，重复（1）中的实验，弹簧测力计的示数为0.8N，此时斜面的机械效率为____________。比较（1）、（2）可知，斜面的机械效率与斜面的____________有关。

（3）若将小车四轮朝上倒置，重复（2）中的实验，则弹簧测力计示数变____________，机械效率变____________。比较（2）、（3）可知，斜面的机械效率与接触面的____________有关。

参考答案：

1．3；3.12；省力；省功；96.2%；

2．匀速；60%；3.0；1和2；无；2和3；小；低；斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等；

3．62.5%；光滑；木块（重3N），木块（重4N）；C；0.5；

4．静止；二力平衡；能；右；62.5%；斜面倾斜程度越大；盘山公路；

5．研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系；弹簧测力计、刻度尺；

6．利用斜面提升小车所做的功W′/J；可以省力，但不省功；摩擦力；

7．

8．小；小；省力；当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度；395；

9．弹簧测力计；甲和丙；η_甲＞η_丙；

10．90.9%；83.3%；倾斜程度；大；小；粗糙程度；