初中物理斜面机械效率的测量实验试题

(5分)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：

实验 次数	斜面的 倾斜程度	物块重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面长 s/m	机械效率
1	较缓	10	0.1	5.0	1
2	较陡	10	0.3	6.7	1	45％
3	最陡	10	0.5	8.4	1	60％

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      J。
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。

小明学过机械效率后，提出了一个问题：“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系？针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验（如图所示），并记录实验数据如下表：，并记录实验数据如下：


（1）第三次实验填入表格中的数据：有用功为_____J，总功为______J，机械效率是       。                     
（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越          。
（3）通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：_            。
（4）如果小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制哪些条件不变？
_________________________________

如图是小明同学测量斜面机械效率的实验装置．实验时用弹簧测力计拉着重为8N的木块沿斜面向上做匀速直线运动，直到如图斜面上位置，弹簧测力计的示数如图示．在这过程中，拉力所做的总功为＿＿＿＿J，斜面的机械效率为＿＿＿＿＿．

小明针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑，进行了探究。如图所示，将长度为lm的长木板的一端垫高，构成长度一定高度可调的斜面。用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面向上匀速运动。完成斜面机械效率测量。
（1）下表中呈现的是部分实验数据，请把表格补充完整。
 
（2）疑惑一：“斜面的机械效率越高，越省力吗? ”
请根据表中的实验数据，写出正确的结论：斜面的机械效率越高，   ▲    。
（3）疑惑二：“斜面倾斜程度越大，机械效率越高吗? ”
请根据表中的实验数据，写出正确的结论：斜面倾斜程度越大，机械效率 ▲  。
（4）疑惑三：“滑块受到的摩擦力是一个‘不可直接测量’的量，能通过‘可测量’量求出摩擦力吗?”
请根据已有的知识推导：重为G的滑块，在沿斜面向上的拉力F作用下，沿斜面匀速向上移动时，滑块受到的摩擦力f的数学表达式：f＝        ▲       。
（斜面的长L和斜面的高h均为“可测量”量）

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：

斜面 倾斜角θ	小车重G/N	斜面高 h/m	斜面长 S/m	拉力 F/N	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械效率η
12°	5	0.2	1	2.1		2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5		69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3

⑴ 请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据
⑵ 分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越小，斜面越         （填“省力”或“费力”），斜面的机械效率越      （填“大”或“小”）。

(3分)实验课上，某实验小组为探究“斜面机械效率与斜面倾斜程度”的关系，设计了如图所示的装置。实验数据如下表：

实验次数	斜面的 倾斜程度	小车重力G/N	斜面高 度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面 长S/m	机械 效率
1	较缓	10	0.1	5.0	1
2	较陡	10	0.3	6.7	1	45%
3	最陡	10	0.5	8.4	1	60%

（1）请你依据给出的数据，计算出第一次的机械效率。
（2）分析上表中数据，可得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越       ，机械效率越       。

小明针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑，进行了探究。如图所示，将长度为lm的长木板的一端垫高，构成长度一定高度可调的斜面。用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面向上匀速运动。完成斜面机械效率测量。
（1）下表中呈现的是部分实验数据，请把表格补充完整。

实验次数	1	2	3	4
斜面高度h/m	0.15	0.2	0.25	0.3
拉力F/N	2.7	3.2	3.6	4.1
机械效率η	0.56	0.63	0.69

（2）疑惑一：“斜面的机械效率越高，越省力吗? ”
请根据表中的实验数据，写出正确的结论：斜面的机械效率越高，   ▲    。
（3）疑惑二：“斜面倾斜程度越大，机械效率越高吗? ”
请根据表中的实验数据，写出正确的结论：斜面倾斜程度越大，机械效率 ▲  。
（4）疑惑三：“滑块受到的摩擦力是一个‘不可直接测量’的量，能通过‘可测量’量求出摩擦力吗?”
请根据已有的知识推导：重为G的滑块，在沿斜面向上的拉力F作用下，沿斜面匀速向上移动时，滑块受到的摩擦力f的数学表达式：f＝        ▲       。
（斜面的长L和斜面的高h均为“可测量”量）

学习了机械效率知识后，全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：

A．斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关；

B．跟斜面的粗糙程度有关；

C．跟斜面的长度有关；

D．跟物体的重力有关．

小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，每次都匀速将物体从斜面底部拉到了斜面顶部．下表记录了他的探究过程和数据．

实验 次数	斜面 倾角	斜面 材料	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/J	总功 W总/J	机械 效率 η(%)
①	30°	木板	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7	71
②	30°	玻璃	1	0.5	0.6	1	0.5	0.6	83
③	45°	木板	1	0.7	0.9	1	0.7	0.9	78

 
(1)通过对比实验①②数据，可初步验证猜想________(填写字母)．
(2)通过对比实验①③数据，可以初步得出的探究结论是：当其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越________．
(3)若要验证猜想D，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和________________不改变．
(4)小刚同学知道额外功是因为摩擦引起的，他根据第②次数据算出了物体在玻璃上拉动时的摩擦力为___________N.

在探究“斜面的机械效率跟倾斜程度的关系”实验中，要保证不同倾斜程度的斜面_________相同。要达到探究目的，需要测量不同倾斜程度的斜面的机械效率，那么，测机械效率时，需要测量的物理量有___________________；需要的测量工具是_________________。

（2014·威海）小刚和小明分别用沿斜面向上的力F_甲、F_乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长4m，乙斜面长5m，所做的功跟别是W_甲、W_乙，则下列说法正确的是（ ）

A．使用甲斜面比使用乙斜面要省功

B．甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高

C．拉力F甲与F乙之比为5：4

D．两个拉力做功W甲与W乙之比为4：5

斜面是在生活和生产中常见的简单机械，也是物理实验中常用的实验器材。

（1）使用斜面提升物体可以省力。如图甲，将重力为50N的木块放在长1m、高0.2m的斜面上，沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计，记下测力计的示数为16N，则该斜面的机械效率η＝　    　%，木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为　    　N．继续探究，可以得出斜面越陡，省力越　   　（选填“多”或“少”），机械效率越　    　（选填“高”或“低”）

（2）用斜面“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，如图乙，使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下，撞击水平面上的小木块，通过观察　               　比较小球动能的大小，可以探究物体的动能跟　     　这一因素的关系。

小明对“斜面的机械效率与什么因素有关”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：
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）要用下图中的补充器材完成你选择的探究，你选择的补充器材是：________．（至少写出两种）

（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：________；________；________．

机械效率学习了机械效率知识后，全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：

A．斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关；

B．跟斜面的粗糙程度有关；

C．跟斜面的长度有关；

D．跟物体的重力有关．

小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计并进行了探究，下表反映了他的探究过程．

试验 次数	斜面 倾角	斜面粗 糙程度	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 η（%）
①	30°	粗糙	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7
②	30°	稍光滑	1	0.5	0.6	1	0.5		83
③	45°	粗糙	1	0.7	0.8	1		0.8	87.5

（1）通过对比实验①②数据，可验证猜想_____________（填写字母）．
（2）通过对比实验①③数据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越____________ ．
（3）若要验证猜想D，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和 ___________不改变
（4）斜面在我们生活中的应用是____________________
（5）有同学认为斜面的粗糙程度相同时，同一斜面所受的摩擦阻力是一样的，计算后发现第三次的阻力是__________N，和第一次的阻力不一样，原因是__________________

学习了“滑轮组的机械效率”后，某兴趣小组对“斜面的机械效率与哪些因素有关”这课题产生了浓厚兴趣，他们猜想，斜面作为一种简单机械，它的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关，为此，实验室提供了如下器材：长木板、垫木（长宽高之比为1：2：4）、木块（带钩）、天平弹簧测力计、停表、刻度尺、细线。请根据需要选择合适的器材，完成以下题目。

（1）实验目的：　                                                      　。

（2）实验器材：　                                                      　。

（3）实验步骤：　                                                      　。

（4）分析与论证：　                                                    　。

（5）交流与评估：　                                                    　。

如图是某一学习小组探究“斜面的机械效率”的实验装置，实验数据记录如表。

斜面的倾 斜程度	物块重 $/N$	斜面 高 $/m$	沿斜面的 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	$60\%$

（1）沿斜面拉动木块时，为使弹簧测力计的示数稳定，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）本实验探究的问题是：　　。