物理

针对“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有怎样的关系？”这个问题，某同学利用同一木板，搭成不同倾角的斜面，将同一小车沿斜面匀速拉动，记录实验数据如下表．

实验次数	斜面倾斜程度	小车重 G/N	小车上升高度h/m	沿斜面拉力F/N	小车移动距离S/m	有用功 W/J	总功W/J	机械效率η
1	较缓	4.0	0.2	0.9	1.2	0.8	1.08	74%
2	较陡	4.0	0.3	1.2	1.2	1.2	1.44	83%
3	最陡	4.0	0.4	1.5	1.2	1.6	1.8 1.8	89% 89%

（1）请你将该同学第三次的实验数据填入上面表格中．
（2）分析实验数据可知，在粗糙程度相同的情况下，斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面倾斜程度越小，斜面越

．（“省力”或“费力”）
（3）分析实验数据可知：在粗糙程度相同的情况下，斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系是：斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越

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斜面是一种简单机械，如图是探究这种机械的特点的装置．
（1）如图甲所示那样，测量木块重量时，应使木块保持

状态，并依据

条件得出木块重量的大小等于弹簧测力计的示数．

斜面倾斜程度	木块所受重力G/N	斜面高度h/m	斜面长度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）将木块放在如图乙所示的斜面上，并用测力计沿斜面匀速上拉木块，收集到右上表的数据：
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．
②请举出一个斜面应用的实例

（3）如果探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面的倾斜角度和

不变，只改变

，这种研究问题的方法称之为

法，斜面的机械效率的表达式为

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小明针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑，进行了探究．如图所示，将长度为lm的长木板的一端垫高，构成长度一定高度可调的斜面．用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面向上匀速运动．完成斜面机械效率测量．
（1）下表中呈现的是部分实验数据，请把表格补充完整．

实验次数	1	2	3	4
斜面高度h/m	0.15	0.2	0.25	0.3
拉力F/N	2.7	3.2	3.6	4.1
机械效率η	0.56	0.63	0.69

（2）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：斜面的机械效率越高，

．
（3）疑惑二：“斜面倾斜程度越大，机械效率越高吗？”
请根据表中的实验数据，写出正确的结论：斜面倾斜程度越大，机械效率

．
（4）疑惑三：“滑块受到的摩擦力是一个‘不可直接测量’的量，能通过‘可测量’量求出摩擦力吗？”
请根据已有的知识推导：重为G的滑块，在沿斜面向上的拉力F作用下，沿斜面匀速向上移动时，滑块受到的摩擦力f的数学表达式：f=

．（斜面的长L和斜面的高h均为“可测量”量）

在探究影响机械效率的许多因素中，摩擦是一个重要的因素．例如，把物体拉上斜面时，就要克服物体与斜面之间的摩擦力而做额外功．如图所示是小李同学测定斜面的机械效率的装置图，下表是小李同学设计的记录表格．

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斜面的倾斜程度	小车重量G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长s/m	有用功W_有/J	总功 W_总/J	机械效率
较缓	10	0.1	3	1	1	3	3 3%
较陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
最陡	10	0.3	5 5	1	3	5 5	60%

（1）表格中小李同学最后一栏没有填写完整，请你通过计算把它补充完整．
（2）分析表格中的数据，你能得到哪些结论？

同一斜面，倾斜程度越高，拉同一个物体所用的拉力越大；同一斜面，倾斜程度越高，拉同一物体的机械效率越高．

同一斜面，倾斜程度越高，拉同一个物体所用的拉力越大；同一斜面，倾斜程度越高，拉同一物体的机械效率越高．

在保证较省力的前提下，你能通过哪些方法来提高斜面的机械效率？

在倾斜程度一定时，选择光滑的斜面

在倾斜程度一定时，选择光滑的斜面

在粗糙程度一定时，增大倾斜程度．

在粗糙程度一定时，增大倾斜程度．

（写两条）

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用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为

N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为

%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：

杠杆有自重

杠杆有自重

．
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

次数	钩码悬挂点	钩码总重 G/N	钩码移动距离 h/m	拉力 F/N	测力计移动距离 s/m	机械效率 η/%
1	A点	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B点	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？
答：

；
请简要说明两条理由：①

两次实验时钩码没有挂在同一位置

两次实验时钩码没有挂在同一位置

一次对比实验所得结论是不可靠的

一次对比实验所得结论是不可靠的

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小明用如图所示装置测量杠杆的机械效率．
（1）实验中，小明应使钩码

向上运动．
（2）实验中．将杠杆拉至图中虚线位置，此时测力计的示数F如图所示，是

N．
（3）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在图中的A、B两点．测量并计算得到下表所示的两次数据：

次数	钩码悬挂点	钩码总重量G/N	钩码移动距离h/m	拉力F/N	测力计移动距离s/m	机械效率η%
1	A点	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B点	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

分析数据，无法得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论．请简要说明两条理由：
①

两次实验时钩码没有挂在同一位置

两次实验时钩码没有挂在同一位置

仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的

仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的

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（2013·西宁）用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为

N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为

%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：

由于使用杠杆时需要克服摩擦做功

由于使用杠杆时需要克服摩擦做功

．
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

次数	钩码悬挂点	钩码总重 G/N	钩码移动距离 h/m	拉力 F/N	测力计移动距离 s/m	机械效率 η/%
1	A点	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B点	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：

；
请简要说明两条理由：①

两次实验时钩码没有挂在同一位置

两次实验时钩码没有挂在同一位置

仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的

仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的

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某实验小组利用图示装置研究杠杆机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持0点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2，回答下列问题：
（1）某同学利认为：只要满足“阻力×阻力作用点到支点的距离=动力×动力作用点到支点的距离”，杠杆就能平衡．
a．这个结论是否正确？

b．需要满足什么条件才是正确的．

阻力×阻力臂=动力×动力臂

阻力×阻力臂=动力×动力臂

（2）杠杆机械效率的表达式为η=

．（用已知或测量的物理量符号表示）
（3）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：

（4）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将

（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

青果学院

用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为

N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为

%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：

使用杠杆时需要客服杠杆重力

使用杠杆时需要客服杠杆重力

；
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到如表所示的两组数据：

次数	钩码悬挂点	钩码总量 G/N	钩码移动距离 h/m	拉力 F/N	测力计移动距离 s/m	机械效率 η%
1	A点	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B	2.0	0.15	1.2	0.30

将表格中的空白处补充完整．
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：

；
请简要说明两条理由：①

两次实验时钩码没有挂在同一位置

两次实验时钩码没有挂在同一位置

仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的

仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的

青果学院

某实验小组利用图所示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的两个钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h₁、h₂．（不考虑摩擦）
回答下列问题：
（1）杠杆机械效率的表达式η₁=

．（用已知或测量的物理量符号表示）
（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：

杠杆自身的重力

杠杆自身的重力

．
（3）将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高相同高度时，该杠杆的机械效率为η₂，则η₂

η₁．（填“＜”“=”或“＞”）
（4）将同一物体分别悬挂在A、C两点，匀速提高相同高度时的机械效率分别为η_A和η_C，则η_A

η_C．（填“＜”“=”或“＞”）
（5）实验结束后，小明分析测量的数据发现：用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于水平状态平衡时，测出的拉力F×0B≠G×0A，其原因是：

杠杆自重的影响．

杠杆自重的影响．

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