2025年中考物理复习实验专题练习 专题二十二 探究斜面的机械效率

2025年中考物理复习实验专题练习 专题二十二 探究斜面的机械效率 一、实验探究题 1．斜面是一种简单机械，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、长木板B、三个高度不同的长方体C和弹簧测力计进行实验，如图。 实验次数 斜面倾斜程度 木块重G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 木块沿斜面移动距离s/m 斜面的机械效率 1 较缓 5 0.2 3.3 0.5 60.6% 2 较陡 5 0.25 3.8 0.5 65.8% 3 最陡 5 0.3 4.2 0.5 （1）除上述器材外，小明要完成实验还需要的一种测量器材是　 　； （2）在实验过程中，应沿斜面向上拉动木块，使木块做　 　运动； （3）实验记录数据如表，则第3次实验时斜面的机械效率为　 　； （4）分析比较表中的实验数据，可得到的结论是：斜面越陡，机械效率　 　； 2．小华同学猜想影响斜面机械效率的因素有：a、物体的重力：b、斜面的倾斜程度：c、斜面的粗糙程度。小华同学在探究斜面的机械效率与物体的重力和斜面倾斜程度是否有关时，他利用同一块木板组成如图所示的装置，在不同条件下分别测出了斜面的机械效率，并对所测数据进行了分析论证。 （1）在实验操作过程中，为了增大斜面的倾斜程度，应将垫木向　 　移动。 （2）小华同学记录的部分实验数据如下表。 次数 斜面倾角 物块重量G/N 斜面高度h/m 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 ① 30° 5.0 0.6 4.2 1.2 3.0 5.0 ② 30° 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8 3.0 60% ③ 45° 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71% （3）根据表格中数据可知：第①次实验斜面的机械效率为　 　%，第②次实验中物块所受的摩擦力为　 　N。 （4）通过对比实验①、②数据，可知斜面的机械效率与物体的重力　 　（选填“有关”或“无关”）： 通过对比实验②、③数据， 可以得出的探究结论是　 　。 （5）若将物块换成等质量的有轮小车做实验，则该装置的机械效率将　 　。 （选填“变大”“变小”或“不变” ） 3．在探究“影响斜面机械效率的因素”的实验中，小丁猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关，小王猜想可能跟斜面的粗糙程度有关。为了验证以上猜想是否正确，于是他们将找来一块长木板的一端垫高，构成长度一定，高度可调的斜面。用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面匀速向上运动。已知玻璃面和棉布面粗糙程度均匀，实验的情景如图所示，获得的数据如下表所示，请完成相关问题。 实验次数 斜面的倾斜角度 斜面的粗糙程度 物重G/N 沿斜面高度h/m 斜面长度s/m 沿斜面拉力F/N 机械效率 1 20° 玻璃面 2.1 0.09 0.5 0.6 63％ 2 30° 玻璃面 2.1 0.21 0.5 1.1 80.2％ 3 45° 玻璃面 2.1 0.36 0.5 1.8 4 45° 棉布面 2.1 0.36 0.5 2.0 75.6％ （1）表格中缺少1个数据，请补充完整　 　； （2）在实验操作过程中，应沿平行于斜面的方向向上　 　拉动木块；斜面在我们生活中的应用有　 　（写出一种即可）； （3）分析表中数据可得出结论：在其他条件一定时斜面的倾斜角度越小越　 　（选填“省力”或“费力”），机械效率越　 　（选填“高”或“低”）； （4）根据第4次实验数据，可以计算出木块在棉布表面受到的摩擦力是　 　N。 4．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小，小明进行了实验测量。如图乙，他设置了与通道坡度相同的斜面，确定了与A点沿斜面相距1m处的B点。 （1）选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象，进行了如下操作： ①测出小车重为2.0N； ②将弹簧测力计与斜面平行放置，沿斜面方向匀速直线拉动小车，弹簧测力计示数如图乙所示； ③将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为　 　J；此时，该斜面的机械效率为　 　； 结论：斜面可以省　 　（选填“力”“距离”或“功”）； （2）在小车上逐渐添加重物，重复上述实验，计算出小车从A点到B点拉力所做的总功 W1；重力做的有用功为 W2，并根据数据画出W1和 W2与小车总重G的关系图像，如图丙图线a和b所示。 ①由图像可知：用该通道斜面提升物体的机械效率与物重　 　（选填“有关”或“无关”）； ②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的相同。若母亲的质量为55kg，所坐的轮椅质量为15kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时，母亲的动能　 　（选填“增大”“不变”或“减小”），力F的大小为　 　N。 5．如图所示是某学习小组探究斜面的实验装置，表中是他们记录的实验数据。 斜面的倾斜程度 物块重 斜面高度 沿斜面的拉力 斜面长度 较缓 10 0.1 5.0 1 较陡 10 0.3 6.7 1 最陡 10 0.5 7.5 1 （1）初步分析比较表中数据，可知斜面属于　 　（选填“省力”“费力”或“既不省力也不费力”）的机械。 （2）第3次实验（斜面倾斜程度最陡）中该斜面的机械效率为　 　（结果保留一位小数）。 （3）进一步研究还会发现：使用同一木板制成的斜面提升同一物体，增大斜面的倾斜程度，摩擦力　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 6．如甲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，弹簧测力计的示数如乙图所示。 （1）在这次实验中，弹簧测力计沿斜面的拉力为　 　N； （2）斜面的机械效率为　 　； （3）若要探究斜面的机械效率和物体重力的关系，应控制　 　保持不变； （4）若只将物体拉到斜面中点位置处，则斜面的机械效率　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 7．如图所示是小芳同学探究斜面机械效率的实验装置图，实验前她做了如下猜想： A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关 B．斜面的机械下列可能与斜面的倾斜程度有关 她在做实验时用弹簧测力计拉着同一物体沿斜面向上做匀速直线运动，分别进行了四次实验，并记录实验数据如下表所示： 实验次数 斜面倾斜程度 斜面粗糙 程度 木块重量G/N 斜面高h/m 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 较缓 木板表面 2 0.1 0.6 0.5 0.2 0.3 67% 2 较陡 木板表面 2 0.2 1 0.5 0.4 0.5 80% 3 最陡 木板表面 2 0.3 1.4 0.5 0.6 0.7 86% 4 最陡 毛巾表面 2 0.3 1.6 0.5 0.6 0.8 　 （1）将表中所缺的数据补充完整　 　． （2）比较　 　两次实验可知猜想A是正确的． （3）比较1、2、3次实验得到的结论是：当粗糙程度相同时，斜面越陡机械效率　 　． （4）通过分析实验数据，还可以得出当斜面粗糙程度和高度都相同时，斜面越长越　 　（选填“省力”或“费力”）． 8．如图所示，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，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。收集了表中的实验数据： 次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% （1）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”)。分析表中的数据可得出：斜面越缓，越　 　力(选填“省”或“费”)； （2）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； （3）接着，该小组进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4N，则他们测得这种情况下斜面的机械效率为　 　，物块所受的摩擦力为　 　N； （4）斜面在生产､生活中随处可见，在盘山公路､镊子､老虎钳､普通钢钉中，应用了斜面的是　 　。 9．小龙利用如图所示的装置探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系”，并将得的数据填入表格中。 实验次序 斜面的倾斜程度 物体重G/N 物体上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 拖体移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 62.5％ 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68.2％ 3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 　 1.55 　 （1）沿质地均匀的斜面拉动物体时弹簧测力计示数不稳定，原因可能是　 　； （2）根据表中的数据可求出第3次实验中拉力所做的有用功为　 　J，机械效率是　 　； （3）分析可知斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越　 　，越省力； （4）分析可知斜面的机械效率与倾斜程度的关系是：　 　； （5）如果小龙换用一个同种材料制成的重15N的物体代替物体A，利用实验次序1中的斜面重做实验，则所需拉力为　 　N。 10．小周同学在学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动小车的探究实验，并记录实验数据如下： 斜需倾斜程度 小车重G/N 小车上升高试h/m 沿斜面拉力F/N 小车行色匆匆 动距离s/m 有用功W有/J 总功W W总/J 机械效率 较缓 10 0.1 3 1 1 3 33% 较陡 10 0.2 4 1 　 　 　 最陡 10 0.4 6 1 4 6 67% 请根据以上实验数据回答： （1）“较陡”时，做的有用功为　 　，总功为　 　，机械效率为　 　 （2）通过对上述实验数据的分析，你对小周提出的问题可获得的初步结论是：　 　 （3）如果小周还想探究斜面的机械效率与物重的关系，实验时应该控制哪些条件不变? 11．下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1.25N，此时斜面的机械效率为　 　．小车与斜面的摩擦力为　 　 N． （2）若将木块向右移，使木块左端与长木板80cm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． （4）请在图中画出小车在斜面上所受的重力和摩擦力的示意图． 12．斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢？小刚猜想：斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度有关．他将一木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一块木块沿不同的斜面匀速向上运动．下表是他们实验记录的有关数据： 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 7 0.5 6.0 1 ① ② ③ 2 30° 毛巾 7 0.5 6.5 1 3.5 6.5 53.8% 3 20° 木板 7 0.34 4.9 1 2.38 4.9 48.6% （1）请将第1次实验表格的空补充完整①　 　；②　 　；③　 　． （2）在第2次实验中，木块与斜面的摩擦力为　 　N． （3）分析第1、2次实验数据，可以得出：当其他条件一定时，　 　斜面机械效率越低． （4）分析第1、3次实验数据，可以得出：斜面材料相同时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越　 　，斜面在生活中有着广泛的应用，例如　 　． 13．小明同学总结“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，斜面的机械效率跟：A．斜面的倾斜程度有关；B．斜面的粗糙程度有关；C．斜面的长有关；D．物体受的重力有关． 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，下表反映了他的探究过程．（参看图，表中①③两次实验所用斜面是相同的，设物体在斜面上做匀速直线运动） （1）请你替小刚在表中的空格处填上适当的数据． 实验 次数 斜面 角度 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/J 总功 W总/J 机械效 率η（%） ① 37° 粗糙 2 0.6 1.7 1 1.2 1.7 　 　 ② 37° 较光搰 2 0.6 1.4 1 1.2 　 　 86 ③ 45° 粗糙 2 0.7 1.8 1 1.4 1.8 78 （2）通过对比实验①、②数据，吋以得出的探究结论是：当斜面的倾斜程度相同时，斜面越　 　，斜 面的机械效率的值越大；通过对比实验①、③数据，可以得出的探究结论是：当斜面的粗糙程度一定时，斜面 的倾斜程度越大，斜面的机械效率的值越　 　． 14．在实验探究中，某小组得知斜面机械效率大小与斜面的倾斜程度有关后进一步猜想： A、跟斜面的粗糙程度有关； B、跟物体沿斜面运动的距离有关； C、跟物体的重力有关． 小组同学为了验证猜想是否正确，设计装置如图所示（斜面倾角不变）．下表反映了他的探究过程． 实验次数 斜面材料 物重G/N 上升高度h/m 沿斜面拉力F．N 沿斜面运动距离s/m 机械效率η 1 木板 5 0.35 4.5 0.7 55.6% 2 木板 10 0.35 9.0 0.7 55.6% 3 玻璃 5 0.35 3.5 0.7 69.1% 4 木板 5 0.45 4.5 0.9 55.6% 5 毛巾 5 0.35 5.0 0.7 （1）实验中用电动机拉动小车的目的是　 　 （2）第5次实验时斜面的机械效率为　 　 （3）要验证猜想B是否正确应该比较哪两次实验　　 　 ．（选填实验次数） （4）比较实验1、3、5可知：斜面倾角一定时，斜面的粗糙程度越大，斜面机械效率越　 　 ．（选填“大”或“小”） 15．在探究“影响斜面械效率的因素”的实验中，小月猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关，小雯猜想可能跟斜面的粗糙程度有关．于是她们将一块长木板的一端垫高，构成长度一定，高度可调的斜面．用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面匀速向上运动，如图所示．下表是实验记录的有关数据． 实验 次数 斜面的倾斜程度 木块的重力G/N 斜面粗糙 程度 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 2 玻璃面 0.1 0.6 0.5 66.7 2 较陡 2 玻璃面 0.2 1 0.5 80 3 最陡 2 玻璃面 0.4 1.8 0.5 4 最陡 2 棉布面 0.4 2.1 0.5 76.2 （1）在第3次实验中，斜面的机械效率为　 　 （保留一位小数）； （2）分析第1、2、3次实验数据，可以得出的关于斜面机械效率的结论是　 　 ； （3）在第3、4次实验中，选用玻璃和棉布作为斜面的材料，是为了改变　 　 ； （4）通过实验可以发现，倾斜程度相同的斜面，斜面越光滑，机械效率越　 　 ． 答案 1．刻度尺；匀速直线；71.4%；高 2．左；60；1；无关；斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；变大 3．；匀速直线；盘山公路；省力；低；0.488 4．0.3；60%；省力；无关；不变；105 5．（1）省力 （2）66.7% （3）变小 6．（1）4.8 （2）62.5% （3）斜面的倾斜程度和粗糙程度 （4）不变 7．（1）75% （2）3、4 （3）越高 （4）省力 8．（1）左；省 （2）高；斜面倾斜程度 （3）62.5%；1.5 （4）盘山公路 9．（1）拉动物体时非匀速(匀加速)直线运动；拉动物体时弹簧测力计晃动 （2）1.25；80.6% （3）缓 （4）斜面倾斜程度越大，机械效率越大 （5）4.8 10．（1）2J；4J；50％ （2）在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高 （3）斜面的倾斜程度、斜面与物体接触面的粗糙程度 11．（1）80%；0.25 （2）93.8%；倾斜程度 （3）大；低；粗糙程度 （4）解：如下所示： 12．（1）3.5；6.0；58.3% （2）3 （3）斜面越粗糙 （4）高；盘山公路 13．（1）71；1.4 （2）光滑；大 14．（1）使小车沿斜面匀速向上运动 （2）50% （3）1、4 （4）小 15．（1）88.9% （2）斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高 （3）斜面的粗糙程度 （4）高 学科网（北京）股份有限公司 $$