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

**基本信息** 聚焦斜面机械效率实验探究，以控制变量法为主线，系统整合概念理解、公式应用与实验分析，培养科学探究与科学思维能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础测量与计算|3题（如1、11题）|η=Gh/Fs，匀速拉动保证示数稳定|从机械效率概念出发，推导公式，结合有用功、总功、额外功关系| |影响因素探究|7题（如3、4、6题）|控制变量法分析倾斜程度、粗糙程度、物重影响|通过多组对比实验，建立变量与效率的定量关系| |实验设计与评估|3题（如7、8题）|实验方案设计与误差分析（摩擦力对额外功影响）|从操作规范到结论推导，形成完整探究闭环|

【期末实验专题复习】探究斜面的机械效率 1．如图所示的是“测量斜面机械效率”的实验。 （1）在实验过程中，用弹簧测力计在斜面上沿斜面方向拉着物块，在物块______（选填“静止时”或“做匀速直线运动中”）读出弹簧测力计的示数； （2）若只使斜面变得粗糙一些。用弹簧测力计将物块匀速拉到同一高度时，所测得斜面的机械效率会______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （3）若物体重力为，物体在斜面上通过的距离为，斜面的高为，物体受到斜面的摩擦力是则此时测得斜面的机械效率是______（用所给的字母量代数式表示） 2．在“测量提升物体所做的功”的实验中，小李所在的实验小组利用长木板、木块组装，进行下图所示的实验，并将实验数据填入下表中。 斜面长度s/m 沿斜面的拉力F/N 小车重力G/N 斜面高度h/m 0.8 0.6 2.0 0.2 (1)该实验的主要目的是___________； (2)根据实验目的，分析测量结果，你认为最合理的结论是（　　）； A．利用斜面提升物体可以省力 B．利用斜面提升物体既可以省力，也可以省功 C．利用斜面提升物体可以省力，但费距离，不省功 D．斜面越陡越不省力，斜面越陡，可以省距离 (3)生活中常见的斜面有________________（写出一个）。 3．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”）。 4．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，收集了下表中的实验数据。 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% (1)第1次实验中，木块所受摩擦力为______ N。 (2)分析表中的数据可得出：在其它条件一定时，斜面越缓越______ 力（选填“省”或“费”）；斜面越陡，机械效率越______（选填“高”或“低”）。 (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4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为______。把第4次与第____次测量结果相比较，还能得出：在其它条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越______。 (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___物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）理由是_______。 5．在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。 （1）小明用图甲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，记录数据如下表： 实验次数 钩码重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 2 0.1 0.9 0.3 74.1% 2 4 0.1 0.3 83.3% 3 6 0.1 2.2 0.3 ①由图甲可知，第2次实验中弹簧测力计示数为__________N； ②第3次实验中，滑轮组的机械效率为__________%（结果保留一位小数）； ③分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率__________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）小明用图乙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，则物体在斜面上受到的摩擦力为__________N。    6．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、对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？ 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° 3 2.5 0.6 1.2 1.8 3 60% ② 30° 5 4.2 0.6 1.2 3 5.04 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；此时的绳子对物体的拉力和斜面对木块的摩擦力_______（选填“是”或“不是”）平衡力； (2)第②次实验中斜面的机械效率=_______； (3)对比实验①②的数据可以用来验证猜想_______，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，你认为可能是由于________力变大的原因造成的； (4)对比①③两次实验数据，可初步得出的结论是_________。 7．小智利用小区的无障碍通道拉快递，快递越轻越好拉，他猜想：利用同一斜面提升物体，接触面粗糙程度不变时，物体越轻，机械效率越高；他利用家里有一些器材，组建了如图所示斜面，请帮他设计一个实验，检验其猜想： （1）实验器材（除了图中的斜面、有凹槽的物体、木块、弹簧测力计、钩码若干）：___________； （2）实验步骤：写出测量第一次机械效率的表达式η=___________； （3）写出判断小明猜想是否正确的依据___________。 8．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。 实验次数 斜面倾角 物块重力 斜面高度 拉力 斜面长度 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% （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表。 （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）通过对比第1、2次实验数据，可知斜面的机械效率与物体的重力______（选填“有关”或“无关”）；通过对比第2、3次实验数据，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”）。 9．杨超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 斜面的机械效率 1 较缓 5 0.1 1.5 1 33.3% 2 较陡 5 0.2 2 1 50% 3 较陡 10 0.2 4 1 50% 4 最陡 5 0.3 2.4 1 (1)沿斜面拉动物体时，应使其做________直线运动。 (2)根据表格中数据，第4次（最陡）实验的机械效率是________。 (3)分析数据可知，斜面越陡，机械效率________（选填“越高”、“越低”或“不变”）。 10．如图所示，同学们在分组实验，探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了表中的实验数据。 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% (1)分析表中的数据可得：在其他条件一定时，斜面越平缓越________（省/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4.0N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为_______%；把第4次与第________次的测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越_______（高/低）。 (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率还与_______有关。 11．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。 12．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_____ 13．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。 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． 做匀速直线运动中 减小 【详解】（1）[1]沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数同时考虑摩擦力的影响，所以应尽量使物体做匀速直线运动。 （2）[2]若只使斜面变得粗糙一些，压力不变，接触面的粗糙程度变大，则拉动物块时，物块受到的摩擦力变大，拉力变大，有用功不变，根据W=Fs可知，总功变大，根据可知，机械效率减小。 （3）[3]斜面上拉力做的有用功W有用=Gh，克服摩擦力做功为额外功W额=fs，则总功 W总=W有用+W额=Gh+fs 斜面的机械效率 2．(1)探究利用斜面提升物体是否省功 (2)C (3)见解析 【详解】（1）由表中实验数据可以算出沿斜面提升小车做功和竖直提升小车做的功，可以通过比较，得出利用斜面提升物体是否可以省功，即该实验的主要目的是探究利用斜面提升物体是否省功。 （2）ABC．实验中沿斜面提升小车做功为 竖直提升小车做的功为 由表格数据和以上计算可知，利用斜面提升物体可以省力，但费距离，不省功，故C符合题意，AB不符合题意；   D．虽然斜面越陡越不省力，斜面越陡，可以省距离，但不符合实验目的，不是最合理的结论，故D不符合题意。 故选C。 （3）生活中常见的斜面有盘山公路、螺丝的斜纹等等。 3．(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。 4．(1)1.4 (2) 省 高 (3) 55.6% 2 低 (4) 大于 弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，拉力要同时克服摩擦力和物体一部分重力 【详解】（1）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 则额外功 由得木块所受摩擦力 （2）[1][2]由表中数据可知，在物块重力和斜面长度相同的情况下，当斜面高度越高时，也就是斜面越陡时，所需拉力越大，机械效率也越高，故斜面越缓，越省力，斜面越陡，效率越高。 （3）[1]由题意可知第4次实验的有用功为 总功为 机械效率为 [2][3]根据控制变量法，除了接触面粗糙程度不同外，其他条件都要保持相同，结合表格数据可知，第4次结果与第2次相比，由第2次的机械效率大于第4次的机械效率，可以得出在其他条件相同时，斜面越粗糙，机械效率越低。 （4）[1][2]用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动物块时，物块做匀速直线运动，处于平衡状态，沿斜面的拉力与摩擦力和一部分重力沿斜面的分量平衡，故拉力的大小大于摩擦力的大小。 5． 1.6 90.9 变大 减小接触面的粗糙程度 0.2 【详解】（1）[1]由图2知，测力计的分度值为0.2N，其示数为1.6N。 [2]由表格数据知，第3次实验中滑轮组的机械效率为 第3次实验中滑轮组的机械效率为90.9%。 [3]由表中三次实验数据知， 若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，相同情况下所做额外功减小，所以滑轮组的机械效率变大。 （2）[4]保持斜面倾斜程度不变，可以采用减小接触面的粗糙程度的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。 [5]利用斜面时，克服物体与斜面间的摩擦力做的功是额外功，则 即 解得摩擦力f＝0.2N。 6．(1) 匀速直线 不是 (2)60% (3) A 摩擦 (4)用同一斜面提升同一重物时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高 【详解】（1）[1]在测斜面机械效率时，为了准确测量拉力F，应沿斜面向上匀速直线拉动木块，这样弹簧测力计示数稳定。 [2]对木块受力分析，木块受到竖直向下的重力，垂直斜面的支持力，沿斜面向上弹簧测力计的拉力，以及沿斜面向下的摩擦力，木块在四个力的作用下处于平衡状态，虽然拉力和摩擦力在同一直线上，作用在同一物体上，方向也相反，但是大小不相等，所以不是平衡力。 （2）由表可知，第二次实验中，有用功，总功，则机械效率 （3）[1][2]①②斜面倾角相同（），物重不同（3N与5N），是探究机械效率与物重的关系，对应猜想A。 额外功主要是克服摩擦力做功，。 ①的额外功： ②的额外功： 可知额外功变大，这是因为物重增加，对斜面压力变大，导致摩擦力变大，所以额外功增加。 （4）①③中物重相同（3N），斜面倾角不同（与），机械效率①60%，③71%，说明倾角增大，机械效率提高。所以可初步得出结论：在物重一定时，使用同一斜面提升物体，斜面倾角越大，机械效率越高。 7． 刻度尺 见解析 【详解】（1）[1]根据 可知，实验过程中需要测量拉力、物重、物体移动的距离，物体上升的高度，所以需要的测量工具有弹簧测力计和刻度尺。 （2）[2]设凹槽受到的重力为G凹槽，凹槽在斜面上运动的距离为s凹槽，则测量第一次机械效率的表达式为 （3）[3]本实验是探究斜面提升物体，接触面粗糙程度不变时，物体越轻，机械效率越高的猜想是否正确，所以判断小明猜想是否正确的依据是：在凹槽中添加不同数量的钩码，多次实验，求出每次的机械效率并进行比较，如果添加钩码越少，机械效率高，则小明的猜想是正确的，否则就是错误的。 8． 左 60 1 无关 w见解析 变大 【详解】（1）斜面的倾角靠长木板下面的垫木左右移动来改变，所以垫木向左移，倾角变大。 （3）[1]第①次实验斜面的机械效率 [2]第②次实验中的额外功为： 则摩擦力 （4）[1]通过对比实验①、②数据，发现两次实验倾角相同，物块重力不同，机械效率都是60%，所以可知斜面的机械效率与物体的重力无关。 [2]通过对比实验②、③数据，控制物体的重力相同，改变的是斜面的倾角，且倾角越大机械效率越高，故可得结论：在其它条件相同时，斜面倾角越大，机械效率越高。 （5）滑动摩擦力大于滚动摩擦力，若将物块换成等质量的有轮小车做实验，小车受到的摩擦力变小，每组数据中测力计的示数将变小，所做的额外功变小，有用功不变，有用功占总功的比例增大，则机械效率变大。 9．(1)匀速 (2)62.5% (3)越高 【详解】（1）沿斜面拉动物体时，应使其做匀速直线运动。因为只有物体做匀速直线运动时，物体处于平衡状态，沿斜面的拉力才等于摩擦力与重力沿斜面向下分力之和，这样测量的拉力才准确，能保证实验数据的可靠性。 （2）由第4次表格中的数据根据机械效率公式 （3）分析第 1、2、4 次实验数据，在物体重量相同时，斜面倾斜程度从较缓到较陡再到最陡，机械效率从33.3%  到50%  再到62.5%  ，所以斜面越陡，机械效率越高。 10．(1)省 (2) 62.5 2 低 (3)斜面的粗糙程度 【详解】（1）由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度越平缓时，沿斜面的拉力越小，则斜面越省力。 （2）[1]克服物块重力做的有用功 则拉力做的总功为 则斜面的机械效率为 [2][3]第4次实验和第2次实验，斜面的高和长相同，即斜面倾斜程度相同，第4次斜面更粗糙，机械效率更低，所以把第4次与第2次的测量结果相比较，能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 （3）第4次实验与表中实验2相比，可知其它条件相同时，斜面的粗糙程度不同，机械效率不同，所以可得出：斜面的机械效率还与斜面的粗糙程度有关。 11． 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 12．(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。 13．(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 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 $