【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** 以斜面机械效率为核心，通过实验数据处理、影响因素探究及跨实验联系，系统构建“概念-探究-应用”的科学思维体系，强化科学探究与物理观念融合。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础计算|3题|W有=Gh、W总=Fs、η=W有/W总公式应用|从机械效率概念（能量观念）出发，通过数据计算巩固基本原理| |影响因素探究|5题|控制变量法（倾角/物重/粗糙程度）、转换法（动能用距离显示）|通过对比实验推导机械效率与倾角正相关、与物重无关的结论（科学推理）| |综合应用|2题|跨实验迁移（斜面与滑轮组机械效率对比）|拓展至简单机械共性，构建“有用功-总功-额外功”分析框架（模型建构）|

【期末实验专题复习】探究斜面的机械效率 1．为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度及物重的关系，小华在斜面上每次都匀速拉动物块（如图所示），实验数据记录如下： 实验次数 斜面倾角 物重G/N 物块上升高度h/m 拉力F/N 移动距离s/m 机械效率 1 30° 5.0 0.25 3.4 0.50 73.5% 2 40° 5.0 0.35 4.2 0.50 83.3% 3 50° 10.0 0.35 8.4 0.50 (1)根据表中数据可求出第3次实验的有用功是______J，总功是______J，机械效率为______； (2)分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾角越大，所需的拉力越______，斜面的机械效率越______，斜面的机械效率与物重______（选填“有关”或“无关”）。 2．许多实验器材在物理实验中被反复应用，斜面就是其中之一。请回答下列利用斜面进行实验的有关问题。 (1)用图甲所示的实验来探究影响物体动能大小的因素，对于同--小球A，要放在斜面的不同高度让其自由下滑，若本实验装置的水平面绝对光滑，还能得出实验结论吗？答：_______（选填“能”或“不能”）。 (2)图乙是测量斜面机械效率的实验，斜面倾斜角为30°，物体B重为4N，用弹簧测力计沿斜面匀速拉动B时，弹簧测力计的示数如图乙所示，则所测斜面的机械效率为_____。 (3)由图丙所示的实验可以得出：小车到达水平面的初速度相同时，水平面越光滑，它的速度减小得就越慢。由此联想到，在雨雪天驾驶汽车时应适当____（选填“增大”或“减小”）与前车之间的距离。 (4)测量滑轮组的机械效率 ①实验原理：________。 ②实验装置 ③测量的物理量：________、钩码提升的高度h、拉力F、________。 ④测量工具：________和________。 ⑤操作说明：实验中应沿________方向________拉动弹簧测力计使钩码升高。 ⑥实验结论：同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越________。提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越________，但越________力。 3．许多实验器材在物理的探究实验中多次实验，斜面就是其中之一，但用法不尽相同。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容。 (1)甲实验中，为了便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持___________（选填“较大”或“较小”）的坡度； (2)乙实验，让小车从斜面的同一高度由静止下滑从而使小车到达水平面时的___________相同，根据实验现象合理推测，如果水平面上阻力为零，小车将保持___________状态； (3)实验丙，若将物体A从斜面的不同高度由静止释放撞击同一木块，探究的是物体动能的大小与速度的关系，用___________显示物体A动能的大小； (4)丁实验，物体重为4.5N，斜面长1.2m、高0.3m。用弹簧测力计沿斜面拉物体到高处，实验中弹簧测力计示数如图所示，则所测斜面的机械效率为___________。 4．如图所示，在测量斜面的机械效率时，已知弹簧测力计拉动的木块所受重力为10N，斜面木板的长S为0.5m，高h为0.2m。如果弹簧测力计示数为8N，则斜面的机械效率为_________；实验中，木块受到木板对它的摩擦力大小为_________N。 5．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，记录数据如下表： 实验次数 斜面倾角 物重/N 拉力F/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m 有用功/J 总功/J 斜面机械效率 1 30° 3 2.5 0.6 1.2 1.8 3 60% 2 30° 5 3.8 0.6 1.2 3 4.56 3 42° 5 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2次实验中斜面的机械效率______（结果保留整数）； (3)对比实验1、2的数据可以用来验证猜想______（填字母序号）；细心的小明发现第2次实验中的额外功大于第1次实验中的额外功，你认为可能的原因是______；第1次实验中物块与斜面间的摩擦力是______N； (4)对比实验______的数据可以用来验证小明提出的另一个猜想，并且可初步得出的结论是____________。 6．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 斜面高度 拉力 斜面长度 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”）。分析表中的数据可得出：斜面越缓越___________力（选填“省”或“费”），斜面的机械效率越___________； (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和，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，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___________（选填“变大”或“变小”）； (3)实验中，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___________。 A． B． C． D． 7．小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验： ①选3个物体A、B、C，分别测出它们的重力大小； ②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器测出它们对木板的压力大小； ③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②其余操作。 实验数据记录如下表： 斜面倾角 5° 10° 15° 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 物体 A B C A B C A B C 重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98 (1)若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号_____中的数据进行分析； (2)分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值_____； (3)分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值_____（选填“越大”、“越小”或“不变”）； (4)斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力作用下，质量为30kg的物体沿斜面向上匀速运动了1m，升高了30cm，斜面的机械效率为90%，则该过程所做的无用功为_____J。（取） 8．如图所示，某实验小组的同学们在“探究斜面的机械效率”的实验中，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。 (1)分析表中的数据可得出：斜面越缓越___________（填“省”或“费”）力。 (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4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为___________ (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___________和___________有关。 (4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力___________（填“大于”、“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 实验次数 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η 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% 9．小鸣学过有关“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物块的探究实验，并记录实验数据 如下： 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 s/m 有用功 W/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 63% 2 较陡 5.0 0.15 22 0.50 0.75 1.1 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 (1)根据表中数据，可求出第三次实验的有用功为_________ 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：物重相同时，_______________________________________________ 10．在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。 (1)为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向 _____ 调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量 _______ 。 (2)小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如表。 实验次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm 1 4 3 1.6 9 2 4 6 18 3 6 6 2.3 18 ①由图2可知，第2次实验中弹簧测力计示数为 ________ N； ②由第3次实验中滑轮组的机械效率为 __________ %（结果保留整数）； ③分析实验数据可得：滑轮组的机械效率与物体上升的高度 _______（选填有关、无关） ，同一滑轮组，提升的物体 _______ ，滑轮组的机械效率越高。 (3)小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。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 ____ 的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重G＝4N、斜面长s＝1m、高h＝0.2m，若机械效率η＝80%，则物体在斜面上受到的摩擦力为 ________ N。 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) 3.5 4.2 83.3% (2) 大 高 无关 【详解】（1）[1][2][3]分析表中第3次实验数据，有用功是 总功是 机械效率为 （2）[1][2][3]分析表中前两次数据可知：在其他条件不变的情况下，斜面倾角越大，所需的拉力越大，斜面的机械效率越高；分析2、3两次实验数据，物重不同，斜面的机械效率相同，可知斜面的机械效率与物重无关。 2．(1)不能 (2)80% (3)增大 (4) 钩码重力G 绳端移动的距离s 弹簧测力计 刻度尺 竖直 匀速 高 低 省 【详解】（1）探究动能大小的实验中，通过 “木块被推动的距离” 判断动能大小；若水平面绝对光滑，木块会匀速直线运动，无法通过距离体现动能差异，故不能得出结论。 （2）图乙所示实验中，斜面倾斜角为30°，物体B重为4N，为了便于读出弹簧测力计的示数，用弹簧测力计沿斜面拉动物体B时，应使物体B做匀速直线运动。实验中弹簧测力计示数如图所示，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为2.5N。设斜面高为h，由数学知识知，斜面长s=2h，则所测斜面的机械效率为 （3）雨雪天路面光滑，汽车减速慢、刹车距离长，故应增大与前车的距离。 （4）[1]根据滑轮机械效率的公式可知，测量滑轮组机械效率的原理是 [2][3]根据实验原理可知，需要测量的物理量有钩码的重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳端移动的距离s。 [4][5]实验中需要测量力和距离，因此需要弹簧测力计和刻度尺这两个测量工具。 [6][7]实验中为了能够准确测量拉力和计算机械效率，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码升高。 [8]根据实验可得结论为：同一滑轮组，提升的重物越重，即额外功一定时，有用功越多，机械效率越高。 [9][10]提升相同重物，动滑轮个数越多，即有用功一定时，做的额外功越多，机械效率越低，但由于动滑轮的个数越多，分担物重绳子的股数越多，越省力。 3．(1)较小 (2) 速度 匀速直线运动 (3)木块在水平面上滑行的距离 (4)45% 【详解】（1）斜面的倾角越小，小车的运动时间越长，为便于测量小车的运动时间，实验中，斜面应保持较小坡度。 （2）[1]探究阻力对物体运动的影响，让小车从斜面的同一高度由静止下滑是为了控制小车到达水平面时的速度相等。 [2]如果水平面上阻力为零，小车的运动状态将保持不变，也将以到达水平面时的速度一直做匀速直线运动下去。 （3）实验丙，若将物体A从斜面的不同高度由静止释放撞击同一木块，物体A到达水平面的速度不同，同一个物体A，质量一定，探究的是物体动能的大小与速度的关系，实验用转换法将物体的动能大小转换为木块移动的距离长度来显示。 （4）图中弹簧测力计的分度值为0.1N，读数为2.5N；有用功为 拉力F对物体做的总功为 则斜面的机械效率 4． 50% 4 【详解】[1]有用功为 W有​=Gh=10N×0.2m=2J 总功为 W总​=Fs=8N×0.5m=4J 斜面的机械效率为 [2]拉力做的总功等于克服重力和摩擦力做的功之和，因此，额外功为 木块受到木板对它的摩擦力大小为 5．(1)匀速直线 (2)66% (3) A 摩擦力增大 1 (4) 选择2、3进行比较，且斜面倾角越大，机械效率越高 物重相同时，斜面倾斜程度越大，机械效率越大 【详解】（1）为了保证弹簧测力计的示数稳定，应沿斜面向上匀速直线拉动木块。 （2）由表中数据知道，第2次实验中斜面的机械效率 （3）[1]对比1、2两次实验的数据，控制的是斜面倾角相同，改变的是物体的重力，因此是探究斜面的机械效率与物体重力的关系，即验证的是猜想A。 [2] 沿着斜面拉物体时，克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功，由表中1、2两次的数据知道，1、2两次斜面的倾角不变，第2次物体的重力大于第1次物体的重力，因此第2次物体对斜面的压力大于第1次物体对斜面的压力，由滑动摩擦力的影响因素知道，第2次物体受到斜面的摩擦力大于第1次物体受到斜面的摩擦力，由W额=fs知道，第2次的额外功大于第1次的额外功。 [3]第1次实验中 由W额=fs知道，物块与斜面间的摩擦力 （4）[1][2]斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度关系，必须控制压力一定，改变倾斜程度，故对比2、3两次实验的数据，且斜面倾角越大，机械效率越高，故可得出结论：当物体的重力相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越大。 6．(1) 左 省 小 (2) 相同 变大 变小 (3)C 【详解】（1）[1]实验时要使木板的倾斜角变大，斜面长度不变，h变大，应该把木板下面的木块向左移动。 [2][3]分析表中数据，对比斜面坡度与沿斜面拉力、机械效率的变化情况可知，斜面越缓越省力，同时斜面的机械效率越小。 （2）[1][2][3]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，物体重力不变，上升的高度不变，则有用功相同，而拉力变大，则做的总功变大，这种情况下斜面的机械效率将变小。 （3）若物重、斜面长度不变，且斜面光滑，则没有额外功，有用功等于总功，即 可得，物重、斜面长度不变，则拉力F与斜面高度h成正比，故选C。 7．(1)1、4、7/2、5、8/3、6、9 (2)相同 (3)越小 (4)10 【详解】（1）研究同一物体对木板的压力与斜面倾角的关系，需控制物体相同、改变倾角，即可以选：物体A：实验序号 1、4、7；物体B：实验序号 2、5、8；物体C：实验序号 3、6、9。（三组任选其一即可） （2）以倾角5°为例：物体A：；物体B：；物体C： 同理，倾角10°、15°的比值也相同，说明了不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值相同。 （3）以物体A为例，倾角5°：；倾角10°：；倾角15°： 可以看出倾角越大，比值越小，说明了同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值越小。 （4）重力做的有用功为 而拉力做的总功为 因此该过程所做的无用功为 8．(1)省 (2)55.6% (3) 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 (4)大于 【详解】（1）由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度越缓时，沿斜面的拉力F越小，则斜面越省力。 （2）物体重G=5N提升高度h=0.5m克服物块重力做的有用功为 拉力F4=4.5N拉力移动的距离s=1m拉力做的总功为 则斜面的机械效率为 （3）[1]分析表格中的第2列和第7列可知，斜面越倾斜机械效率越大，则斜面的机械效率与倾斜程度有关。 [2]分析第2次和第4次实验数据可知，接触面越粗糙机械效率越小，斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关。 （4）实验过程中，用弹簧测力计的拉力F要同时克服摩擦力f和物体的一部分重力，因此属多力平衡；根据可知W额小于W总，即fs小于Fs，斜面的长相同，所以f＜F。 9．(1) 1.25 1.55 81%或80.6% (2)费力 (3)斜面越陡机械效率越高 【详解】（1）[1]第三次实验做的有用功为 [2]总功为 [3]机械效率为 （2）通过实验数据的分析，斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越费力。 （3）分析1、2、3三次实验，可得出：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，在其他条件不变的情况下，斜面越陡机械效率越高。 10．(1) 右 力臂 (2) 1.6 87 无关 越重 (3) 减小接触面的粗糙程度 0.2 【详解】（1）[1]杠杆左端下沉，表示杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心向右移，所以应将右端的平衡螺母向右调节。 [2]使杠杆在水平位置平衡则杠杆的力臂与杠杆重合，可直接在杠杆上读出力臂，因此便于测量力臂。 （2）[1]由图2可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，第2次实验中弹簧测力计示数为1.6 N。 [2]第3次实验中滑轮组的机械效率为 [3][4]第1次实验中滑轮组的机械效率为 第2次实验中滑轮组的机械效率为 分析第1、2实验数据，用同一滑轮组提升钩码，物体上升的高度不同，机械效率相同，可得：滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。 分析第2、3实验数据，同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （3）[1]保持斜面倾斜程度不变，采用更光滑的斜面可以减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力。 [2]设拉力为F，则有 解得 额外功为 物体在斜面上受到的摩擦力为 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 $