斜面的机械效率

工人常利用斜面把重物搬运到汽车上。如下图，汽车车厢高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿斜面把重箩筐G=1800N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦，拉力F为        N；若实际拉力F′=1200N，则该斜面的机械效率是         ％。

如图所示，斜面长3m，高为1m。工人用400N的力沿斜面方向将重为840N的箱子推到车上。下列说法正确的是：
[     ]
A．有用功为400J，总功为840J
B．有用功为840J，额外功为400J
C．总功为1200J，机械效率为70％
D．有用功为400J，机械效率为70％

小明为了测斜面的机械效率，设计和组装了如图所示的实验装置。
（1）实验时，他需要测量的物理量有             ，最后由表达式                  计算斜面的效率．
（2）小明在实验时想到，斜面的倾斜程度决定着省力的多少，那么斜 面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系呢?你的猜想是                                                     。
（3）如果要验证这一猜想是否正确，该怎样进行实验呢?请你简要做出说明                                     。

如图所示，将体积为2.0×10^-3m³的松木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N。松木块沿斜面移动lm，上升的高度为30cm．求：
（1）松木块的重力。
（2）斜面的机械效率．(g=10N／kg， ρ_木=0.5×l0³kg/m³）

某同学学习过机械效率后，提出了一问题：“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同一斜面上匀速拉动物块A的探究实验，如图所示，并记录实验数据如下：

（1）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        （选填“省力”或“费力”）；
（2）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                          ；　　
（3）如果该同学还想要探究斜面的机械效率与物重的关系，实验时应控制哪些条件不变：             。

如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置。实验准备的器材有：三个质量不同的木块A，三条粗糙程度不同的长木板B，三个高度不同的长方体铁块C，刻度尺。
（1）实验还需补充的器材有                                                        。
（2）下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关效据。
通过分析数据，你可以得出结论：                                                                                    。
（3）上述实验中，保持斜面长度不变，将斜面升高到0.2m，把一个重6N的物体沿斜面向上拉时，所需拉力为3.8N，则此时斜面的机械效率是                  。
（4）斜面的机械效率可能与斜面的                    有关。(只填一个因素)

一块长4 m的木板，一端放在地上，另一端搁在离地面1 m高的汽车车厢上，装卸工人把一个重4000 N的木箱沿着木板匀速推到车厢里，推木箱用的力为木箱重的0.5倍。则：
（1）装卸工人把木厢推上去时受到的摩擦力是多少？
（2）克服摩擦做的功是多少？
（3）斜面的机械效率是多少？

小明思考“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。针对这个问题他在用同一木板做的斜面上,做匀速直线拉动物块的探究实验，如图，并记录实验数据如下：

（1）将表格中的空白数据填上。
（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：                           。
（4）如果小明还想要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，请你与他一起来完成实验：
①实验时应控制不变的条件是：　　　 　 　　　；
②实验时需要的测量仪器有：　　　　　 　　　。

沿着长5米高1米的斜面匀速把重力为1×10⁴牛顿的物体推上汽车，斜面效率为80%，则推力为___________牛顿。

物理活动课上，同学们骑自行车经过一个斜坡，小明沿直线奔向坡顶，小红则沿着“S”形路线骑向坡顶。到达坡顶时两人很有感慨地进行了一番对话，如图所示。
为了验证小明的说法，他们设计实验测量斜面的机械效率：
（1）如图所示，选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个，还需要的测量工具是刻度尺和________                             。
（2）在实验过程中应拉动木块1做________________运动。　　
（3）他们进行了甲、乙、丙三次操作。以上三次操作过程，能验证小明说法的两次操作是_______________。　　
（4）如果小明的说法正确，你选择的两次操作中机械效率的大小关系是____________        。　　
（5）小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用，请举出一例：_________                      。

下面是小明探究斜面的机械效率的部分数据。
（1）通过计算，在表中填上所缺数据。
（2）分析表中数据可得结论：在_________相同时，斜面越粗糙，机械效率越______。

小明和同学们还想要了解机械效率与哪些因素有关，为此同学们进行了有关斜面的机械效率的探究。在探究斜面的机械效率时，同学们运用了如图所示的实验装置，进行了有关实验，并得出如下的结论：如果斜面的光滑程度一样，斜面的长度s和小车的重力保持不变,通过改变其高度h的方法测得的机械效率是不同的。
这时有的同学提出：如果保持斜面的高度、长度和光滑程度不变，改变小车的速度、小车的重力，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：
猜想1：可能与匀速拉动的速度大小有关。
猜想2：可能与小车的重力有关。
猜想3：可能与匀速拉动的速度大小和小车的重力都有关。
各小组分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表，请把表格内容补充完整。 兰兰小组的实验记录

芳芳小组的实验记录

如图所示，小丽在研究斜面机械效率时，用150N沿斜面向上的推力，将重量为360N的物体沿斜面从底部推到高为1m的斜面顶端，用时10s，斜面长为3m，她做功的功率是_________W，机械效率是              。

如图所示是小亮同学测定斜面机械效率的装置图，下表是小亮同学设计的记录表格。分析表格中的实验数据，你能得到哪些结论？（要求写两条）：
                                                       ；                                                           。

小明对“斜面的机械效率与什么因素有关？”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与物体的重力有关。
给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：
（1）你选择的猜想是　　　　　　　（填写序号）。
（2）要用图中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：                                               （至少写出两种）。　
（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：①　　　　　　　　　　　；
②　　　　　　　　　；③　　　　　　　　　。

某人用平行于斜面的拉力，把一个重为1000N的物体，沿着长5m、高1m的斜面由底端匀速拉到顶端，拉力的大小为250N，则拉力所做的有用功为________J，此斜面的机械效率为________，物体所受的摩擦力为_________N。

小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后，联想斜面也是一种机械，那么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有关，小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。于是他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不同的斜面匀速向上运动，如图所示。下表是他们实验记录得有关数据。


（1）在第1、2、3次实验中，选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，是为了                              。
（2）在第2次实验中，拉力做的总功是                 J，斜面的机械效率是                 。
（3）分析第1、2、3次实验数据，可以得出：当其他条件一定时，                                       。
（4）若通过分析第1、4、5次实验数据，得出：斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越大。你认为存在的问题是：                                                  。
（5）实验中还发现，斜面材料相同时，斜面倾角越小，越                    （选填“省力”或“费力”）。

如图，小丽在研究斜面机械效率时，用15N的力将重量为25N的物体，沿斜面从底部拉到高为10cm的顶端，斜面长为30cm，则她做的有用功是            J。总功是           J，机械效率是                 。

如图所示，斜面长为3cm，高为1m，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上。在这过程中
[     ]
A．有用功是400J，总功是840J
B．有用功是840J，额外功是400J
C．总功是1200J，机械效率是70％
D．有用功是400J，机械效率是70％

把一个长30cm、宽20cm、高100cm的长方体物体竖起放在地面上，如下图所示，已知此物体密度为2g/cm³，g=10N/kg。
（1）求此物体对地面的压强；
（2）若某工人在高1m，长2m的斜面上，以平行于斜面，大小为800N的拉力把物体匀速拉上斜面，如图所示，则拉力对物体做了多少功？工人的机械效率为多少？

小华学过有关“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?”针对这个问题她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：
（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：其它条件相同，斜面越陡，越_________________；
（3）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，机械效率____________ 。

小华用20N的力把重为25N的物体沿着长为20cm、高为10cm的斜面，从斜面底端拉到顶端。则斜面的机械效率为________。

重500N的长方体大木箱放在水平地面上，木箱与地面的接触面积是0.4m²，求：
（1）木箱对地面的压强是多少？
（2）一个重600N的人用小车将这个大木箱从斜面底部推上斜面顶部，如图所示。已知斜面的长是4m，斜面的高是0.5m，人沿斜面方向的推力F大小是80N，问有用功是多少？
（3）斜面的机械效率约是多少（保留两位有效数字）？

图是小亮测定斜面机械效率的装置图。每次实验时，被拉的小车沿同一斜面匀速向上运动。下表是小亮设计的记录数据的表格。
 （1）“较陡”时，做的有用功为________；总功为________；机械效率为________；
 （2）分析表格中的实验数据，你能得到哪些结论？（要求写两条）
a．______________________________________________________________________；
b．______________________________________________________________________。

下图是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。
实验时他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。实验的部分数据如下：
（1）小明探究的是斜面的机械效率跟_______的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为________ ，物块和斜面的内能增加了约_______J。
（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。

将一个大木箱从斜面底部拉到顶部，如图所示，要提高斜面的机械效率，办法是：
（1）_____________ 木箱和斜面接触面之间的摩擦。
（2）_______________斜面的倾角θ。

要把木箱拉到斜面顶端，小明想办法把木箱放在小车上，用沿斜面方向的轻质细绳把车和木箱匀速拉上斜面顶端（如图所示），整个过程历时10s。已知木箱重G=400N，车重80N，对车的拉力F=125N，斜面长L=4m，斜面高h=1m，则对木箱做的有用功是_________，总功是________，斜面的机械效率是_________，利用斜面能________（填“省力”或“费力”）。

小红学过“机械效率”后，产生了两个猜想：
猜想①：“斜面的机械效率越高斜面就越省力”
猜想②：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率”
现提供给的器材有：a.一块长木板、b.一块一端带有小钩的长方体木块、c.棉布、 d.毛巾、f.弹簧测力计、g.几个方木块。请你选取一些必要的器材验证其中一个猜想：
（1）你要验证的猜想是：_______________；
（2）你选用的器材（编号）：________________________；
（3）写出验证的主要实验步骤及分析：_________________________________________________

斜面是简单的机械之一，如图所示，一个重物在沿斜面的拉力作用下，沿斜面从底端被匀速拉到顶端的过程中，拉力做了功。为了测定该斜面的机械效率，需要测量哪些物理量？请你用所测量的物理量推导出该斜面的机械效率的数学表达式。

斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为______N；如果斜面不光滑，所用推力为1250N，则斜面的机械效率为______。

如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F₁=F₂，则斜面两边的机械效率η_B、η_C的大小关系是
[     ]
A. η_B＜η_C
B.η_B=η_C
C. η_B＞η_C
D.不能确定

某实验小组的同学在探究斜面的机械效率时，他们用弹簧测力计拉着小车沿斜面向上运动，收集了下表中的实验数据：
（1）分析上表中的数据得出：当斜面________时，越省力；
（2）分析上表中的数据还可得出：当斜面________时，斜面的机械效率最大；
（3）该小组又做了第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为0.5m和lm，用弹簧测力计拉着这个小车沿斜面向上做匀速直线运动，读出这时弹簧测力计的示数为4.5N，则他们测出斜面的机械效率为________。把第4次与第________次的测量结果相比较，才能得出：当斜面越粗糙时斜面的机械效率_________。

如图是小亮测定斜面机械效率的装置图。每次实验时，被拉的小车沿同一斜面匀速向上运动。下表是小亮设计的记录数据的表格。
（1）“较陡”时，做的有用功为_________；总功为_________；机械效率为_________；
（2）分析表格中的实验数据，你能得到哪些结论？（要求写两条）
a．______________________________________________________________________；
b．______________________________________________________________________．

如图所示，斜面长5m，高1m，工人沿斜面方向用400N的推力把重1600N的集装箱匀速推到车上，推力对集装箱做的功是_________J， 斜面的机械效率是_________。

李明在做“测定斜面的机械效率”的实验，他把测得的数据记录在下表中，并算出了该斜面的机械效率。在相互交流中，李洋一眼就看出李明测得的机械效率是错的，他告诉李明机械效率不可能为100%。
（1）请你帮李明找找机械效率为100%的原因是______________，李明测得的实际机械效率应为_______________。
（2）若李明还用这个斜面去拉重为5 N的木块，该斜面的机械效率将___________。（选填“变大”“变小”或“不变”）

如图所示，小周学过有关“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：

（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：________。

物理学习小组，针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑，进行了实验探究和理论探究活动。
[实验探究]将长度为1m的长木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面（如图所示），用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面匀速向上运动，以此来完成斜面机械效率的测量，下表呈现的是部分实验数据：         
   

（1）疑惑一：“斜面的机械效率越高越省力吗？”  
请根据表中的实验数据，写出正确的结论：__________________________________。
（2）疑惑二：“斜面倾斜程度越大拉力越大，滑块受到的摩擦力也一  定越大吗？”  
请进一步分析表中实验数据，写出正确的结论：___________________________。
简述理由：______________________________。
[理论探究]
（3）疑惑三：“滑块受到的摩擦力是一个‘不可直接测量’量，能通过 ‘可测量’量求出摩擦力吗？” 
请根据已有的知识推导：对于倾斜程度不同的斜面，在拉力F作用下（拉力方向沿斜面向上）重为G的滑块沿斜面匀速移动时，滑块受到的摩擦力F_f的数学表达式（斜面的长L和斜面的高h均为“可测量”量）。

如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据。
（1）此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。
（2）请将上表中空格补充完整。
（3）请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：
结论一：__________________________________________
结论二：__________________________________________

沿着5m长的斜面把重200N的物体推到2m高处，推力是120N，则总功是_______，有用功是_______，额外功是________，该斜面的机械效率是________。

用100N的拉力沿长5m、高1m的斜面将300N的重物匀速拉到斜面顶端，求：
（1）斜面的机械效率；
（2）物体与斜面间摩擦力多大？

小明学过“机械效率”一课以后，产生了一个疑问：“机械的效率越高是否越省力？”针对这一问题,小明用一个弹簧测力计，利用家中“案板”和茶杯做了以下实验
A、把杯子放在塑料袋中，在杯子中加入适量的水，用弹簧测力计测得杯子和水的重力G。
B、用“案板”作斜面，如图所示，把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接，拉动弹簧测力计，把盛水的杯子匀速拉上斜面。
C、分别测出拉力F，杯子移动的距离s和升高的高度h。
D、改变斜面的高度，做4次实验，记录实验数据如下表：
（1）计算并将数据填入表中4个空格。
（2）小明的疑问是否得到解决？分析实验数据，能得出什么结论？
（3）完成上面实验后，小明又产生一个猜想：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜的机械效率。”
①请你先用所学知识，说明小明的猜想是否正确（简述理由）。
②请你设计一个实验，进一步证明你对小明猜想的判断（可以简要说明在前面实验的基础上要做哪些新的实验操作）。

如图所示，斜面长1m，高0.2m，将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：
（1）斜面的机械效率是多少？
（2）重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功？
（3）为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：
A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端
B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端
C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面
其中建议____________（填序号）可以达到目的；理由是：______________________

学习了机械效率知识后，小明同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这课题提出了一些值得探究的猜想：
A．跟斜面的倾斜程度有关；
B．跟斜面的粗糙程度有关；
C．跟物体的重力有关。
同时小明同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了如图所示探究，记录如下数据：

（1）请你替小明在上表中的空格处填上适当的数据（小数位参照表中的相关数据）
（2）小明在实验中是如何改变斜面的倾斜程度的：_____________________________
（3）此实验的研究方法与下列事例_____（填写字母）相同：
A．引入“合力”的概念
B．保持电阻不变研究电流与电压的关系
C．将撬棒抽象为绕固定点转动的硬棒
D．用木块被推的距离来表示物体动能的大小
（4）通过对比实验①②数据，可验证猜想：___________（填写字母）。
（5）通过对比实验①③数据，可以得出的探究结论是：_____________________________；
（6）若要验证猜想C，你的办法是：______________________________________________。

某人用25N的拉力将100N的物体匀速拉上长5m，高1m的斜面顶端，设斜面的机械效率为η，斜面对物体的摩擦力为f，则[     ]
A.η＝80％，f = 5N
B. η＝80％，f＝25N
C.η＝20％，f＝5N
D. η＝20％，f =25N

用100N沿斜面向上的拉力，可以匀速地沿斜面拉上一个重400N的物体，若此斜面的机械效率是80％，则此斜面的高和它的长之比是__________________。

在公路上骑自行车上坡时很费力，而且坡度越大越费力。学习了机械效率后，有些同学也想到了这个问题（坡度、机械效率），下面是同学们对这个问题的不同表述，其中最有利于科学探究顺利进行是[     ]
A．上坡时坡度越大越费力，机械效率呢
B．随公路坡度的增大，机械效率在减小吗
C．斜面的倾斜程度改变后，其机械效率是否发生变化
D．斜面的机械效率与省力、费力是否有关

在“探究斜面”的实验活动中，为了探究：“斜面省力与斜面倾角的关系”和“影响斜面的机械效率的因素”。某小组做了在斜面上匀速拉动同一材料物块滑动的探究实验（如图所示），并记录实验数据如下：（θ₁＜θ₂＜θ₃）
（1）根据表中数据，计算第5次实验中，总功为_______J，机械效率________。
（2）分析第2、4、5次实验的数据，总结出的结论为：在接触表面粗糙程度相同时，斜面倾角越小，越__________。
（3）分析第_________次实验的数据，可知斜面机械效率与物体的重力无关。
（4）综合分析表格中的信息，可知实际生活、生产中利用斜面工作时，提高斜面机械效率的切实可行的措施是什么？
答案：__________________________________________________

如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱匀速推到车上，推力做的功是__________J，斜面的机械效率是__________。

在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度的关系”实验中，所用的实验器材有：支架，带有滑轮的长木板（滑轮与木板之间的距离是可调的），带挂钩的木块，弹簧测力计，棉布，毛巾，刻度尺，细线。实验装置如图所示。
（1）用带有滑轮的长木板做实验有什么好处？________________________（只答出一条即可）
（2）测拉力时，要在木块___________时读数。
（3）测得的实验数据如表。
①第4次实验测得的机械效率η=_________________。
②第3、4、5三次实验，是探究斜面的机械效率与____________的关系。
③根据第1、2、3三次实验的信息，可得出的结论是：__________________________________。

重为2000N的集装箱，借助5m长的斜面装上2m高的卡车，如图所示．
（1）若不计摩擦时，拉力F的大小是多少N？
（2）若实际拉力F =1000N，则斜面的机械效率是多少？