2026年中考物理第二轮实验专题复习--测量斜面的机械效率
2026-05-29
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 简单机械及机械效率 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 898 KB |
| 发布时间 | 2026-05-29 |
| 更新时间 | 2026-05-29 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58105236.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦斜面机械效率测量,以实验探究为主线,系统整合操作规范、数据处理与影响因素分析,强化科学思维与探究能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础操作与计算|5题|匀速拉动、拉力方向规范;W有=Gh、W总=Fs、η=W有/W总×100%|从机械效率概念出发,通过基础实验建立测量流程|
|影响因素探究|8题|控制变量法(倾斜程度/粗糙程度/物重单一变量)|探究倾斜程度→粗糙程度→物重对效率的影响,形成逻辑链条|
|实际应用迁移|2题|效率提升方法(减小摩擦/增大有用功)|联系无障碍通道、汽车节能,体现物理观念与社会责任|
内容正文:
2026年中考物理第二轮实验专题复习--测量斜面的机械效率
1.小红和小明在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”实验中,测得了三组数据,如下表所示:
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
测力计的示数F/N
绳端移动的距离s/cm
1
2
5
0.8
15
2
4
5
1.5
15
3
6
5
2.2
15
(1)实验时,测绳端拉力时,应尽量沿着_________方向匀速直线拉动弹簧测力计并读数;
(2)他们设计这三次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与_________是否有关,其中第2次实验的机械效率为_________;
(3)他们通过分析表格中的数据,得到了提高滑轮组机械效率的一种方法,汽车作为一种“机械”,提高效率对节能减排有重要意义,请指出以下三种提高效率方法中,方法_________是与本实验同理的。
方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量满员出行;
方法二:汽车制造厂用新材料减轻汽车重量;
方法三:经常给汽车做保养,保持良好的润滑;
2.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__________。
3.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,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块A,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(选填“左”或“右”)。
(2)该小组又进行了第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4.0N,与第二次实验相比,有用功__(选填“相同”或“不同”)、而拉力做的总功__(选填“变大”或“变小”),这种情况下斜面的机械效率将变__(选填“变大”或“变小”);
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和__有关。
4.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,收集到表中的实验数据:
斜面倾斜程度
木块重力G/N
斜面高h/m
斜面长s/m
拉力F/N
有用功W有用/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)表格的空格中的数据应为______;
(3)分析表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜程度越大,机械效率越______;
(4)若在斜面上铺上干毛巾做实验,机械效率将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。
(1)为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。
实验序号
1
2
3
4
5
滑轮材质
铝
铝
铝
塑料
塑料
钩码重G/N
1
2
2
2
2
提升钩码的高度h/m
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
有用功/J
0.1
0.2
0.4
0.4
0.4
拉力F/N
0.6
1.0
1.0
0.8
2.1
绳端移动的距离s/m
0.3
0.3
0.6
0.6
0.2
总功/J
0.18
0.3
0.6
0.48
0.42
机械效率
56%
67%
67%
83%
95%
①比较1、2两次实验发现:当所用滑轮组一定时,提升的钩码___________,机械效率越高;
②比较___________两次实验发现:滑轮组的机械效率还与动滑轮重有关。
③比较___________两次实验发现:当所用滑轮组一定时,滑轮组的机械效率与提升钩码的高度无关。
④第5次实验是利用图___________装置完成的。
⑤利用图甲装置,把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起,滑轮组的机械效率为___________。可见如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率。
(2)小明利用图丙装置做实验时发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用减小摩擦,从而___________(选填“提高”“降低”)斜面的机械效率。
6.在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。
(1)为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升的高度h/m
有用功/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功/J
机械效率
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.30
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.60
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码重力越大,机械效率越______。
②比较3和4两次实验发现:在提升物体一定时,滑轮组的机械效率还与______有关。
③比较2和3两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度______。
④第三次实验是使用装置______(选填“甲或乙”)完成的,判断依据是______。
(2)小明利用图丙装置实验发现:
①斜面的机械效率与斜面______有关(答案合理即可)。
②保持斜面倾斜程度不变,可以采用______的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率。
7.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。
8.图甲是某居民楼前的无障碍通道,扬扬正用轮椅推着他不慎摔伤脚踝的母亲缓缓上行,帮助母亲尽快恢复。图乙是该通道斜面示意图。为了解扬扬推轮椅时所用力的大小,兴趣小组的同学们进行了探究。他们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。
(1)使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,正确测量B点高度,结果如图乙为______cm;
(2)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;
②将弹簧测力计与斜面平行放置并______,然后沿斜面方向匀速拉动小车,如图乙所示,弹簧测力计示数为______N;
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为______J;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为______;
(3)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功W1;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出W1和W2与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
①由图像可知:用该通道斜面提升物体,增大物重G则斜面的机械效率______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
②若这位母亲的质量为60kg,所坐的轮椅质量为20kg,则扬扬用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,推力的大小为______N,轮椅所受斜面摩擦力为______N。(g取10N/kg)
9.如图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表:
实验次序
斜面的倾斜程度
物块重/N
斜面高/m
沿斜面拉力/N
斜面长/m
机械效率
1
较缓
10
0.1
5.0
1
20%
2
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.5
8.4
1
60%
(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______;
(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,且在其他因素相同时,斜面越缓越______;第1次实验中,物块受到的摩擦力______(选填“等于”、“小于”或“大于”)5.0N;
(3)本实验研究了______对斜面机械效率的影响,其影响规律是______;
(4)试列举生活中利用斜面的一个实例:______。
10.【探究名称】探究斜面机械效率与什么因素有关
【问题】某同学发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,学习了机械效率知识后,他想了解斜面的机械效率跟什么因素有关呢?他猜想:
A.斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关;
B.斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关;
C.斜面的机械效率可能跟物重有关。
【证据】
为了证实这些猜想是否正确,于是,该同学与小组其他成员一起用斜面、木块、钩码、刻度尺、弹簧测力计等器材设计方案,并利用如图装置按如下步骤进行了实验。
①利用弹簧测力计测量出木块的重力G,记录在表格中;
②用弹簧测力计拉着木块,从斜面的底端匀速运动到顶端,记录弹簧测力计的示数F;
③利用刻度尺测量出木块上升的高度h和沿斜面移动的距离s,记录在表格中;
④保持木块重力和斜面的粗糙程度不变,通过移动木板下的木块位置来改变斜面的倾斜程度,重复上述步骤,并记录数据在表格中;
⑤保持斜面倾斜角、粗糙程度不变,通过在木块上增加钩码的方法来改变物重,重复步骤,并记录数据在表格中;
⑥保持物重、斜面倾斜角不变,在斜面上铺一条毛巾,重复步骤,并记录数据在表格中。
记录相关数据,如下表:
实验
次数
斜面
材料
物重
拉力
上升的高
度
沿斜面移动
的距离
有用功
总功
机械效率
1
木板
2
1.4
0.4
1
0.8
1.4
57
2
木板
2
1.6
0.6
1
1.2
1.6
75
3
木板
4
3.2
0.6
1
2.4
3.2
4
毛巾
4
3.4
0.6
1
2.4
3.4
71
【解释】
(1)第三次实验的斜面机械效率为______;
(2)分析实验1、2数据可得知:物体的重力和斜面的粗糙程度均相同时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越______;
(3)对比实验2和3数据可得知:斜面的粗糙程度和倾斜程度相同时,斜面的机械效率跟物重______;
(4)分析实验3和4数据可得知:斜面倾斜程度和物重相同,斜面越粗糙,机械效率越______。
【交流】
(1)该实验中用弹簧测力计拉着木块沿斜面向上匀速运动时,木块受到的拉力______摩擦力(选填“等于”或“不等于”);
(2)分析上表中的数据,还可以得出结论:使用斜面可以省______;
(3)该实验的不足之处是:______。
11.如图所示是小明探究“斜面机械效率”的装置图,他在实验时用弹簧测力计拉着同一小车沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动,改变斜面的倾斜程度分别进行了三次实验,并记录实验数据如下:
实验次数
斜面倾斜程度
小车重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
较缓
10
0.5
6.7
1
a
6.7
74.6%
2
较陡
10
0.7
8.4
1
7
8.4
83.3%
3
最陡
10
0.9
9.3
1
9
9.3
b
(1)表格中a、b两处的数据为_________、_________;
(2)分析表格中数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜程度越_________(选填“缓”或“陡”)越省力,斜面的机械效率越_________(选填“高”或“低”);
(3)由表格中数据可知:第2次实验时,小车受到斜面的摩擦力大小为_________N;
(4)若物重、斜面长度不变,且斜面光滑,以下能正确表示拉力F与斜面高度h的关系的是( )(填字母)。
A. B.
C. D.
12.用如图所示的装置探究“斜面机械效率与哪些因素有关”,实验记录如下表所示:
实验次序
物体种类
物重G/N
斜面高h/m
沿斜面的拉力F/N
斜面长s/m
机械效率η
1
木块
4
0.15
1.1
0.90
60.6%
2
木块
4
0.3
1.1
1.8
60.6%
3
小车
4
0.15
0.8
0.90
83.3%
4
小车
4
0.3
0.8
1.8
83.3%
(1)第1次实验中,木块所受摩擦力约为___________N(结果保留两位小数);
(2)根据测算的实验数据,可得初步结论:斜面倾斜程度相同时,___________越小,机械效率越大。
13.为了更好地赓续端溪书院文脉,弘扬中华优秀传统文化,我校建成端溪书院历史文化展览馆,展览馆外面的台阶设计了一个无障碍通道,如图所示,它其实就是一个斜面。小明联想到上物理课时老师讲过的知识,想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关.他提出了以下的猜想:
A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关
小明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,记录的实验数据如下表:
实验次数
斜面倾角
物块重力
斜面高度
拉力
斜面长
有用功
总功
机械效率
①
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
②
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
60%
③
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上________拉动木块;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”);
(2)根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为________%,第②次实验中总功为________J;
(3)通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想________(选填“A”或“B”);通过对比实验②、③数据,可以得出的探究结论是:在其它条件相同时,斜面倾角越大.机械效率越________;
(4)除了小明的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与斜面的________。
14.小张同学在探究斜面的机械效率实验中,将重 5N 的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端, 移动 1m(如图所示),改变斜面倾斜程度进行多次试验,记录数据如表:
倾斜程度
斜面高 h/m
拉力 F/N
机械效率 η
较缓
0.2
2.0
50.0%
较陡
0.3
2.4
62.5%
最陡
0.4
2.8
71.4%
(1)小张同学探究的是斜面的机械效率与___________的关系;
(2)由上表的数据看出:斜面越陡,越___________(填“省力”或“不省力”);
(3)小张同学猜想斜面机械效率还可能跟物体的重有关。他设计的步骤如下:
①将长木板搭成斜面;
②用弹簧测力计测出木块的重力 G;
③用刻度尺测出斜面的高度 h 和长度 s;
④用弹簧测力计拉着木块沿斜面向上运动,读出弹簧测力计的拉力 F;
⑤计算斜面的机械效率;
请你指出上述实验步骤的一处错误并改正:_______________;
要验证小张同学的猜想,接下来进行的操作是:_________________。
15.课外小组的同学“探究斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系”,实验装置如图所示,每次实验改变斜面倾斜程度,实验中同学们记录的测量数据如下表所示。
实验序号
物重G/N
斜面高度h/cm
斜面的倾斜程度
斜面长s/cm
拉力F/N
机械效率η
1
2
10
较小
60
0.8
41.7%
2
较大
30
1.0
66.7%
3
更大
15
1.6
(1)由表中数据计算第三次实验斜面的机械效率3=_________%(结果保留3位有效数字)。
(2)由表中数据分析可知:用粗糙程度相同的斜面提升同一物体时,斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系是________。
(3)由表中数据分析可知:用粗糙程度相同的斜面把同一物体提升相同高度时,拉力越小,斜面的机械效率越_________ (选填“高”或“低”),这是因为在此过程中,有用功_________(选填“相等”或“不等”),额外功_________(选填“增加”、“减少”或“不变”)。
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理第二轮实验专题复习--测量斜面的机械效率》参考答案
1.(1)竖直
(2) 物体重力 88.9%
(3)一
【详解】(1)实验时,应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的钩码缓慢上升,此时系统处于平衡状 态,测力计示数等于拉力大小。
(2)[1]由表格中数据可以看出,在三次实验中物体的重力是不同的,所以只探究滑轮组机械效率和物体重力是否有关。
[2]第2次实验的机械效率为
(3)通过分析表格中的数据可知,同一滑轮组,物体越 重机械效率越高;
方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员,是在额外功相同时,人越多,有用功越多,机械效率越高,故符合题意;
方法二:汽车制造商用新材料减轻汽车重量,是通过减小额外功来增加机械效率的,故不符合题意;
方法三:经常给汽车做保养,保持良好的润滑,提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦力来增加机械效率的,故不符合题意。
2.(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。
3.(1)左
(2) 相同 变大 变小
(3)粗糙程度
【详解】(1)验时要使木板的倾斜角变大,由图可知,应该把木板下面的木块向左移动。
(2)[1][2][3]由题可知,第4次:铺上棉布,变粗糙,斜面高 ,斜面长 ,物块重力 ,拉力 。与第2次比较:,,,,即两次实验h和G相同,由W=Gh可知有用功相同。第2次总功:
第4次总功
即总功变大,由机械效率 可知,有用功相同,总功变大,机械效率变小。
(3)由题可知,第4次与第2次相比,倾斜程度相同,但粗糙程度不同,机械效率不同。第1、2、3次,斜面粗糙程度相同,倾斜程度不同,机械效率不同。所以斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关。
4.(1) 能 费力
(2)4.1
(3)高
(4)变小
【详解】(1)[1][2]表格中木块重力G=5N,拉力F均小于重力(如“较缓”时 F=2.1N),说明使用斜面能省力;随着斜面倾斜程度增大,拉力F从2.1N增大到4.7N,因此斜面倾斜程度越大越费力。
(2)根据总功公式W总=Fs,“较陡”时W总=4.1J,斜面长s=1m,则拉力
(3)分析机械效率数据:“较缓”为 47.6%、“较陡”为 73.2%、“最陡”为 85.1%,可见斜面倾斜程度越大,机械效率越高。
(4)铺干毛巾后,斜面粗糙程度增大,木块受到的摩擦力增大,克服摩擦力做的额外功增加;有用功 W有用=Gh(G、h不变)不变,总功W总=W有用+W额外
则总功增大,根据机械效率公式
可知,有用功不变、总功增大,因此机械效率变小。
5.(1) 越重 3、4 2、3 乙 80%
(2)提高
【详解】(1)[1]1、2两次实验中,所用的滑轮组相同,即额外功相同,提升的物重越重,机械效率越高。
[2]要探究滑轮组的机械效率与动滑轮重的关系,需要控制提升物体的重力相同,改变滑轮的重力,即有用功相同,总功不同,因此选用3、4两次实验。
[3]要探究滑轮组的机械效率与提升钩码的高度关系,需要控制提升物体的重力和动滑轮的重力相同,即有用功和总功相同,改变提升的高度,因此比较2、3两次实验。
[4]第5次实验物体移动的距离和绳子末端移动的距离相同,因此使用的是定滑轮,即选用乙装置。
[5]图甲装置,连接动滑轮绳子的股数是3股,则机械效率为
(2)根据机械效率的定义
可知,所做的有用功一定时,减小摩擦,即减小额外功,则机械效率会提高。
6.(1) 高 动滑轮的重力 无关 甲 连接动滑轮的绳子的段数为3
(2) 斜面的倾斜程度 减小接触面的粗糙程度
【详解】(1)①[1]比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码上升相同高度,重物的重力越大,机械效率越大。
②[2]比较3和4两次实验发现:在提升物体一定时,滑轮的材质不同、大小相同,滑轮的密度不同,由得,动滑轮的重力不同,滑轮组的机械效率不同,说明滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关。
③[3]比较2和3两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升钩码的高度不同,机械效率相同,说明滑轮的机械效率与提升钩码的高度无关。
④[4][5]第三次实验使用的装置
连接动滑轮的绳子的段数为3,故是使用的装置甲。
(2)[1]斜面的倾斜程度不同,斜面对物体的摩擦力不同,斜面做的额外功不同,斜面总功相同时,斜面的有用功不同,由得,斜面的机械效率不同,说明斜面的机械效率与斜面倾斜程度有关。
[2]保持斜面倾斜程度不变,在压力不变时,可以通过减小斜面粗糙程度减小摩擦,当物体提升高度相同时,斜面做的有用功不变,额外功减小,做功减小,由得,斜面的机械效率增大。
7.(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。
8.(1)9.00
(2) 调零 0.3 0.3
(3) 不变 120 48
【详解】(1)如图乙,刻度尺分度值为0.1cm,则B点高度为9.00cm。
(2)[1]弹簧测力计使用前要先在所测力的方向上调零,所以应将弹簧测力计与斜面平行放置并调零。
[2]如图乙所示,弹簧测力计分度值为0.02N,示数为0.3N。
[3]拉力所做的功为
[4]有用功为
则机械效率为
(3)[1]图丙中图线a、b均为正比例函数,设图丙中图线a的关系式为,图线b的关系式为,则斜面的机械效率
因为图线a、b的斜率为定值,所以增大物重G,斜面的机械效率不变。
[2]这位母亲和轮椅的总重力为
有用功为
总功为
则推力的大小为
[3]额外功为
则轮椅所受斜面摩擦力为
9.(1) 匀速直线 变大
(2) 沿斜面拉力 省力 省力 小于
(3) 斜面的倾斜程度 见解析
(4)盘山公路
【详解】(1)[1][2]沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做匀速直线运动;质量不变,速度不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,木块的机械能变大。
(2)[1][2][3]比较表中“物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据,由实验数据可知,在同一次实验中,拉力总是小于重力,由此可知斜面是一种省力的简单机械,其他因素相同,斜面越缓越省力。
[4]实验过程中,用弹簧测力计的拉力要同时克服摩擦力和物体的一部分重力,因此属多力平衡,沿斜面拉动物块时,应使其做匀速直线运动,此时拉力大于物块受到的摩擦力,第1次实验中,物块受到的摩擦力小于5.0N。
(3)[1][2]由表中实验数据可知,实验控制了斜面长度不变而高度不断变化,斜面的倾斜程度不断变化,实验研究的是斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响,由表中实验数据可知:斜面长度不变时,斜面越陡,斜面的效率越大。
(4)生活中利用斜面的实例:盘山公路。
10. 75 高 无关 低 不等于 力 见详解
【详解】(1)[1]第三次实验的斜面机械效率为
(2)[2]分析实验1、2数据可得知:斜面的长度相同,第2次实验中高度更大,表明斜面更陡,效率更高,故可得出结论,物体的重力和斜面的粗糙程度均相同时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越高。
(3)[3]对比实验2和3数据可得知:斜面的粗糙程度相同,长度和高度相同,即倾斜程度相同时,第2、3次实验中物体重力不同,但效率相同,故可得出结论,斜面的粗糙程度和倾斜程度相同时,斜面的机械效率跟物重无关。
(4)[4]分析实验3和4数据可得知:在其它条件相同,毛巾表面更粗糙,效率更低,故可得出结论,斜面倾斜程度和物重相同,斜面越粗糙,机械效率越低。
交流
(1)[5]根据可得,物体在斜面上受到的摩擦力为
故该实验中用弹簧测力计拉着木块沿斜面向上匀速运动时,木块受到的拉力不等摩擦力。
(2)[6]分析上表中的数据,无论效率高低,拉力都小于物体的重力,可以得出结论:使用斜面可以省力。
(3)[7]实验表格中,没有设置倾斜程度的栏目,在探究与倾斜程度时需要比较斜面的长和高,不直观,增加了分析论证的难度。
11.(1) 5 96.8%
(2) 缓 低
(3)1.4
(4)B
【详解】(1)[1]有用功的计算公式为W有用=Gh,其中G为物体重力,h为物体被提升的高度。 已知第1次实验中G=10N,h=0.5m,将其代入公式可得
即a=5。
[2]机械效率的计算公式为。 已知第3次实验中W有用=9J,W总=9.3J,将其代入公式可得效率为96.8%,
即b=96.8%。
(2)[1]比较三次实验中沿斜面的拉力F,第1次斜面较缓,拉力F1=6.7N;第2次斜面较陡,拉力F2=8.4N;第3次斜面最陡,拉力F3=9.3N。 可以看出斜面倾斜程度越缓,沿斜面的拉力越小,即越省力。
[2]比较三次实验的机械效率η,第1次机械效率η1=74.6%;第2次机械效率η2=83.3%;第3次机械效率 η3=96.8%。可以看出斜面倾斜程度越陡,机械效率越高;即斜面倾斜程度越缓,机械效率越低。
(3)总功W总等于有用功W有用与额外功W额外之和,即W总=W有用+W额外,而额外功是克服摩擦力做的功,W额外=fs。 已知第2次实验中W有用=7J,W总=8.4J,s=1m,额外功
再根据W额外=fs,可得摩擦力
(4)若斜面光滑,则额外功为0,此时总功等于有用功,即W总=W有用。 因为W总=Fs,W有用=Gh,所以Fs=Gh,变形可得。 已知物重G、斜面长度s不变,则拉力F与斜面高度h成正比,其关系图像是一条过原点的直线,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
12.(1)0.43
(2)摩擦力
【详解】(1)使用斜面时,总功,有用功,额外功是克服摩擦力做的功,即
代入第1次实验数据可得,有用功
总功
额外功
摩擦力
(2)对比实验1和3(或实验2和4)可知,物重、斜面倾斜程度都相同,木块滑动摩擦力更大,机械效率更低;小车滚动摩擦力更小,机械效率更高,因此可得结论:斜面倾斜程度相同时,摩擦力越小,机械效率越大。
13. 匀速 左 60 3 A 大 粗糙程度
【详解】(1)[1]为了使木块受力平衡,弹簧测力计示数稳定,读数更方便,在实验操作过程中,应沿斜面向上匀速拉动木块。
[2]如图所示,把木板下的木块靠近木板与桌面的接触点时,倾斜角变大,故实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向左移动。
(2)[3]根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为
[4]第②次实验中总功为
(3)[5]通过对比实验①、②数据,斜面的倾斜程度相同,物重不同,根据控制变量法,可验证斜面的机械效率可能与物体的重力有关,即可验证小华的猜想A。
[6]通过对比实验②、③数据,物重相同,斜面的倾斜程度不同,倾角越大,效率越大,根据控制变量法,可以得出的探究结论是:在其它条件相同时,斜面倾角越大.机械效率越大。
(4)[7]斜面做额定外功的主要原因是斜面的摩擦力所做的功,故除了小明的猜想以外,斜面的机械效率还可能与斜面的粗糙程度有关。
14.(1)斜面倾斜程度
(2)不省力
(3) 步骤④错误;改正为:用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速向上运动时,读出弹簧测力计的拉力F 换用重力不同的物体重复上面的实验
【详解】(1)实验中控制物体的重力和斜面的长度不变,改变斜面的倾斜程度,探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系。
(2)由上表的数据看出:斜面越陡,所用的拉力越大,即越不省力。
(3)[1]实验步骤④是错误的,物体匀速运动时,受的拉力和摩擦力才是一对平衡力,大小相等,所以实验步骤的改正:用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速向上运动时,读出弹簧测力计的拉力F。
[2]要验证小张同学的猜想,应进行多次测量,使得出的结论具有普遍性,所以接下来进行的操作是:换用重力不同的物体重复上面的实验。
15.(1)83.3
(2)斜面的倾斜程度越大,斜面机械效率越高
(3) 低 相等 增加
【详解】(1)第三次实验斜面的机械效率
(2)由图中数据可知:斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高。
(3)[1]表中数据分析可知:用粗糙程度相同的斜面把同一物体提升相同高度时,拉力越小,斜面的机械效率越低。
[2][3]同一物体提升相同高度,所以有用功相等,拉力越小,斜面越长,克服摩擦力做功越多,即额外功增加。
答案第1页,共2页
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