【期末实验专题复习】探究斜面的机械效率 2025-2026学年物理八年级下册人教版

**基本信息** 聚焦斜面机械效率探究，通过多组实验数据系统训练控制变量法应用、机械效率计算及实验规范，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |实验操作与数据处理|13题|匀速拉动操作、摩擦力计算（W额=fs）|机械效率概念→实验测量→数据验证| |影响因素探究|8组对比实验|控制变量法（倾斜程度/粗糙程度/物重）|单一变量→数据对比→结论归纳| |机械效率计算|10组数据|η=W有/W总=Gh/Fs|有用功/总功关系→公式应用→结果分析|

【期末实验专题复习】探究斜面的机械效率 1．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。 实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长x/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 3 最陡 10 0.6 8.5 1 70.6% 4 最陡 12 0.6 10.2 1 70.6% 5 最陡 20 0.6 1 (1)沿斜面拉动木块时，应使木块做___________运动，该过程中木块的机械能___________（选填“变大”“变小”或“不变”），第1组物体所受摩擦力大小应该是___________N； (2)实验记录数据如下表，则第2次实验时斜面的机械效率为___________； (3)分析表中1、2、3数据可得该实验是探究___________（选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其它条件一定时，___________；其中3、4组数据可以探究斜面机械效率与___________关系。 2．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。他将木块放在如图所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块，收集到下表中的实验数据： 斜面倾斜程度 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/% 较缓 5 0.2 1 2.1 1.0 2.1 47.6 较陡 5 0.6 1 3.0 4.1 73.2 最陡 5 0.8 1 4.7 4.0 4.7 85.1    （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；斜面倾斜程度越大越______（选填“省力”或“费力”）； （2）表格中的空格中的是数据应为：______； （3）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜程度越大，额外功占总功份额越______； （4）若在斜面铺上干毛巾做实验，机械效率将______（变大/变小/不变）。 3．杨超凡同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表： 实验次数 斜面倾斜程度 物体重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功/J 总功/J 斜面的机械效率η 1 较缓 5 0.1 1.5 1 0.5 1.5 33.3% 2 较陡 5 0.2 2 1 1 2 50% 3 较陡 10 0.2 4 1 2 4 50% 4 最陡 5 0.3 2.4 1 (1)根据表格中数据，第四次（最陡）实验的机械效率是______； (2)分析数据可知，斜面越陡，机械效率______（选填“越高”、“越低”或“不变”）； (3)第一次实验中，物体沿着斜面匀速上升时受到的摩擦力为______N。 4．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，调节斜面倾斜角的大小多次测量，得下表所示的数据： (1)在表空格中填上适当的数据； 斜面倾斜角θ 小车重G/N 斜面长s/m 拉力F/N 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率 12° 5 1 2.1 1 2.1 48% 30° 5 1 3.6 2.5 ______ 69% 45° 5 1 4.3 3.5 4.3 ______ (2)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_____，斜面越省力，斜面的机械效率越____； (3)实验过程中拉力的方向应与斜面_____； (4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持_______不变，斜面的光滑程度不变，只改变______，这种研究问题的方法我们称之为__________。 5．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。 (1)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______向上拉木块，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；斜面长度相同时，斜面高度越小越______（选填“省力”或“费力”）；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______（选填“左”或“右”）移； 斜面倾斜程度 木块重力G/N 斜面高度h/m 斜面长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 (2)请举出应用斜面的一种实例：______（写出一种即可）。 根据表格，较缓时有用功是______，较陡时总功为______J，最陡时机械效率为_______%。 6．小明设计了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”。 (1)【证据】 实验中需要用到的测量工具有弹簧测力计和________。 (2)为了保证实验数据的可靠性，实验中应保持拉力的方向与斜面________，同时拉动物块做________运动。 (3)实验过程中获得的数据如下表，请将表格补充完整。 实验次数 斜面倾斜程度 物体 重G/N 物体上升高度h/m 拉力 F/N 物体移动距离s/m 有用功W有/J 总功 Ws/J 机械效率 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.5 0.50 0.8 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.5 0.75 1.1 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.3 0.5 _______ 1.65 _______ 【解释】通过对上述实验数据的分析，可获得初步结论：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，________。 【交流】在测量拉力大小时，有同学认为应该在物块静止时读数，你认为他的想法________（选填“正确”或“不正确”）。 7．【探究名称】探究影响斜面机械效率的因素； 【证据】小明猜想斜面的机械效率可能跟物体的重力和斜面倾斜程度有关，为了验证以上猜想是否正确，他组装了下图所示的装置并进行了如下探究； （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）小明同学记录的部分实验数据如下表； 次序 斜面倾角 物块重 斜面高度 斜面拉力 斜面长 有用功 总功 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% 根据表格中数据可知：第①次实验中斜面的机械效率为______%，第②次实验中物块所受的摩擦力为______N； 【解释】 （1）通过对比第①②次实验的数据，可知斜面的机械效率与物块的重力______（选填“有关”或“无关”）； （2）通过对比第②③次实验的数据，可以得出的探究结论是斜面的机械效率与______有关；斜面越缓越省力，斜面的机械效率越______； 【交流】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“变高”、“变低”或“不变”）。 8．用如图所示的装置探究“斜面的机械效率”，实验数据记录如下表； 实验次数 物体种类 物重G/N 斜面高h/cm 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/cm 机械效率 1 木块 4 15 1.1 100 54.5% 2 小车 4 15 100 (1)沿斜面拉动物体时，应使其做_________运动； (2)根据图中弹簧测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为_________； (3)由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，________越小，机械效率越高； (4)第1次实验中，木块所受摩擦力为________N。 9．用如图所示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表所示。 实验次数 物体种类 物重G/N 斜面高h/cm 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/cm 机械效率 1 木块 4 15 1.1 90 60.6 2 小车 4 15 90 (1)沿斜面拉动物体时，应使其做 ___________运动。 (2)根据图中测力计示数，可知第2次实验的机械效率为 ___________%。 (3)第1次实验中，木块所受摩擦力为___________N。 10．小明利用斜面搬运物体的过程中，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，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示： 实验次数 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 物体移动距离 有用功 总功 机械效率 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55 (1)沿斜面拉动物体时，应使其做__________运动。 (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_____。（计算结果保留一位小数） (3)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越平缓，越_____ 11．如图，学习小组做探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动木块，收集了表中的实验数据。 实验序号 斜面倾斜程度 物体重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力F/N 机械效率η/% 1 较缓 5 0.2 1 2.0 ______ 2 较陡 5 0.5 1 3.5 71.4 3 最陡 5 0.7 1 4.3 81.4 (1)表中空格处的数据应为______。 (2)比较表中数据可知：斜面越陡，斜面的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 (3)在第2次实验中，木块受到的摩擦力为______N。 (4)在第3次实验后，若仅将木块换成等质量的小车重复上述实验，机械效率将______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 12．小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关“的活动中，提出了以下猜想： A．同一个斜面，所推的物体越重，机械效率越高； B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。 为了验证自己的猜想，小明用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表： 实验次数 斜面倾角 物重 G/N 拉力 F/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m 有用功 W有用/J 总功 W总/J 斜面机械效率η ① 30° 5 4.2 0.6 1.2 3 5.04 ② 30° 3 2.5 0.6 1.2 1.8 3 60% ③ 42° 3 2.8 0.8 1.2 2.4 3.36 71% (1)在实验过程中，应沿斜面向上________拉动木块； (2)第①次实验中斜面的机械效率η=________（结果保留整数）； (3)对比②③两次实验数据，可初步得出的结论是_____________。 13．斜面是简单机械的一种，可用于克服竖直提升重物的困难。小红猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关，她利用图甲的装置进行实验，用弹簧测力计匀速拉动物块并记录数据如表： 实验次数 斜面倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度 机械效率 1 较缓 20 0.2 11 1 2 较陡 20 0.4 14 1 3 最陡 20 0.6 17 1 (1)表格的空白处应该填的数据是______； (2)已知乙图B斜面对物体的支持力为5N，斜面长1m，物体沿斜面下滑到底端，支持力在这个过程中做功______J； (3)通过对比实验数据，可以得出的探究结论是：其他方面一定时，斜面倾斜程度越______，机械效率越高。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1) 匀速直线 变大 3.5 (2)57.1％ (3) 小聪 斜面越陡，机械效率越大 物块重力 【详解】（1）[1]沿斜面拉动木块时，为了使木块受到的拉力不变，应使木块做匀速直线运动。 [2]木块沿斜面向上做匀速直线运动时，质量不变，速度不变，高度升高，则木块的动能不变，重力势能变大，机械能等于动能与重力势能的总和，则该过程中木块的机械能变大。 [3]由表格中数据得，第1组拉力做的总功为 W总＝Fs＝5.5N×1m＝5.5J 有用功为 W有＝Gh＝10N×0.2m＝2J 额外功为 W额＝W总－W有＝5.5J－2J＝3.5J 摩擦力做的功为 （2）第2次实验时斜面的机械效率为 （3）[1][2]分析表中1、2、3数据可得，物块重力相同时，斜面越陡，机械效率越大，可得结论：在其它条件一定时，斜面越陡，机械效率越大，则该实验是探究小聪的猜想。 [3]由3、4组数据得，其他条件相同时，物块重力不同，斜面机械效率相同，说明斜面机械效率与物体重力无关。 2． 能 费力 4.1 小/少 变小 【详解】（1）[1] 由表格中的数据可知，斜面的拉力F始终小于重力G，使用斜面时能省力。 [2] 由表格中的数据可知，斜面的倾角越大，拉力F越大，即斜面倾斜程度越大越费力。 （2）[3]表中的数据，拉力为 （3）[4] 由表格中的数据可知，当斜面的倾斜程度变大时，机械效率随之变大，故可以得出的探究结论是：斜面倾斜程度越大，额外功占总功份额越小。 （4）[5] 在实验中，如果在斜面上铺上干毛巾，则有用功不变，克服摩擦做的额外功将增大，因此斜面的机械效率将变小。 3．(1)62.5% (2)越高 (3)1 【详解】（1）第四次（最陡）实验的有用功 W有=Gh=5N×0.3m=1.5J 总功为 W总=Fs=2.4N×1m=2.4J 机械效率为 （2）实验数据表明：在物重、斜面粗糙程度相同的情况下，斜面倾斜程度越大斜面机械效率越高。 （3）根据功的原理，我们有 W总=W有​+W额其中，W额 是额外功，它等于物体克服摩擦力所做的功，即 W额=fs。将第一次实验的数据代入公式，我们得到 4．(1) 3.6J 81.4% (2) 小 低 (3)平行 (4) 斜面倾斜角度 小车的重力 控制变量法 【详解】（1）[1]斜面倾斜角θ=30°，做的总共为 [2]斜面倾斜角θ=45°，机械效率为 （2）[1][2]由表中实验数据可知：拉动同样重的小车，斜面倾斜角0越小，所用的拉力越小，斜面越省力，斜面的机械效率越低。 （3）实验过程中拉力的方向应与斜面平行。 （4）[1][2][3]由(2)知，斜面倾斜角度影响机械效率的大小，若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面倾斜角度不变，只改变小车的重力进行试验即可，该过程中运用了控制变量法。 5．(1) 匀速 能 省力 右 (2) 盘山公路 1J 2.6 62.5 【详解】（1）[1]如图b所示，为了能够准确的测量出拉力，应使弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动木块。 ①[2][3]由表中数据可知，随着斜面的倾角变大，拉力分别为2N、2.6N、3.2N，变大，但均小于物重5N，斜面的倾角变大，则沿斜面拉力F的数值也随之变大，但始终小于物体的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面长度相同时，斜面高度越低越省力。 ②[4]如图b所示，木块A向左移动，斜面变得更陡，故要减小斜面的倾斜程度，木块A应向右移动。 （2）[1]盘山公路是斜面应用的一个很好的例子，在高度一定时，通过盘山公路使上山的路程变长，更省力。 [2]由表格中数据，较缓时有用功是 [3]较陡时总功为 [4]最陡时总功为 最陡时有用功为 最陡时机械效率为 6．(1)刻度尺 (2) 平行 匀速直线 (3) 1.25J 76% 机械效率越高 不正确 【详解】（1）要测量斜面的高度和木块沿斜面移动的距离就要使用长度的测量工具刻度尺。 （2）[1][2]为了保证实验数据的可靠性，实验中应保持拉力的方向与斜面平行，同时拉动物块做匀速运动，只有在匀速直线运动的状态下，所受的力才是平衡力，弹簧测力计的示数才与拉力大小相等。 （3）[1]第三次实验时，有用功 W有=Gh=5N×0.25m=1.25J[2]斜面的机械效率为 [3]由图中数据可知：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，在其它条件不变的情况下，倾斜程度越大，机械效率越高。 [4]要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速运动。而当物块静止时读数，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，所以该同学的想法不正确。 7． 左 60 1 无关 斜面的倾斜程度 低 变高 【详解】（1）[1]斜面的倾角靠长木板下面的垫木左右移动来改变，垫木向左移动倾角变大，垫木向右移动倾角变小，所以为了增大斜面的倾斜程度，应将垫木向左移动。 （2）[2]根据表格中数据可知，第①次实验中斜面的机械效率为 [3]第②次实验中所做额外功 则第②次实验中物块所受的摩擦力 （1）[4]通过对比实验①、②数据发现，斜面倾角相同，斜面高度相同，物体的重力不同，斜面机械效率相同，说明斜面的机械效率与物体的重力无关。 （2）[5]对比实验②、③数据发现，物体的重力相同，斜面倾角不同，斜面倾斜程度变大时，斜面机械效率变大，说明斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关。 [6]对比实验②、③数据发现，物体的重力相同，斜面倾角越小，斜面拉力越小，斜面的机械效率越小，所以斜面越缓越省力，斜面的机械效率越低。 [7]若将物块换成等质量的有轮小车做实验，以滚动代替滑动，摩擦力减小，则额外功减小，所以斜面机械效率将变高。 8．(1)匀速直线 (2)85.7% (3)摩擦力 (4)0.5 【详解】（1）在探究“斜面的机械效率”的实验中，为了准确测量拉力的大小，需要使物体在沿斜面的拉力作用下做匀速直线运动，这样物体受到的拉力才与摩擦力等阻力平衡。 （2） 根据图中弹簧测力计的示数，第2次实验的拉力F2​为0.7N。则第2次实验的机械效率为 （3）比较两次实验数据，可以看出斜面倾斜程度相同时（即斜面高度和长度的比值相同），木块与斜面的摩擦较大，导致拉力较大，而有用功（即克服重力所做的功Gh）相同，所以总功（即拉力所做的功Fs）较大，机械效率（即有用功占总功的比例）较低。因此，可以得出结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越高。 （4）第1次实验中，木块所受摩擦力可以通过计算总功与有用功之差，再除以斜面长度来得到。即 9．(1)匀速直线 (2)95.2 (3)0.43 【详解】（1）[1]沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，应使物体做匀速直线运动。 （2）[2]由图可知，测力计的示数为 F=0.7N 则第2次实验的机械效率是 （3）[3]由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功 拉力做的总功 W总=Fs=1.1N×0.9m=0.99J 则额外功 W额=W总-W有=0.99J-0.6J=0.39J 木块所受摩擦力 10．(1)匀速直线 (2) 1.25 80.6 (3)省力 【详解】（1）沿斜面拉动物体时，应使其做匀速直线运动，此时物体处于平衡状态，测力计的示数稳定，物体的动能不变，拉力只克服摩擦力和重力做功。 （2）[1]第3次实验中拉力所做的有用功 [2]拉力所做的总功 机械效率 （3）由实验数据的分析可知，斜面越陡，拉力越大，机械效率越高；可得结论：斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越平缓，越省力。 11．(1)50 (2)高 (3)1 (4)变大 【详解】（1）由表中数据可知，第1次实验斜面的机械效率为 （2）由表中数据可知，物重和斜面长一定时，斜面越高，斜面的机械效率越大，即斜面越陡，斜面的机械效率越高。 （3）第2次实验的有用功为 第2次实验的总功为 第2次实验的额外功为 克服摩擦力做的功为额外功，则木块受到的摩擦力为 （4）若将木块换成等质量的小车做实验，小车受到的摩擦力变小，同样条件下，拉力做的有用功不变，而额外功减小，总功变小，根据可知，斜面的机械效率变大。 12．(1)匀速直线 (2) (3)斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高 【详解】（1）在实验过程中，应沿斜面向上匀速直线拉动木块，则弹簧测力计的示数和拉力的大小相等。 （2）第①次实验中斜面的机械效率 （3）对比实验②、③数据，控制物体的重力相同，改变的是斜面的倾角，且斜面倾角越大，机械效率越高，故可得出结论：斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 13．(1)70.6% (2)0 (3)陡 【详解】（1）第3次实验中，利用斜面所做的有用功为 所做的总功为 则第3次实验的机械效率为 因此表格的空白处应该填的数据是70.6% （2）物体沿斜面下滑到底端，因支持力与移动的距离垂直，所以，支持力在这个过程中不做功，即做功0J。 （3）分析表格数据可知，其他方面一定时，第1次实验中，斜面倾斜程度较缓，机械效率为36.4%；第2次实验中，斜面倾斜程度较陡，机械效率为57.1%；第3次实验中，斜面倾斜程度最陡，机械效率为70.6%；可以得出的探究结论是：其他方面一定时，斜面倾斜程度越陡，机械效率越高。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $