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1、探究斜面的机械效率江苏省泗阳县李口中学沈正中 通常会认为斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、物体斜面之间接触面大小、斜面的粗糙程度以及物体的重量有关，那么斜面的机械效率究竟与什么有关呢？下面我们就来针对这些因素进行探究。一、探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系猜想：斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。实验器材：斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺。实验设计：实验过程中，保持木块的重量G不变，斜面长S不变，改变的是斜面的高度h和拉力F。 实验步骤： 用弹簧测力计测出木块的重力G； 用刻度尺量出斜面的长度S和高度h1； 用弹簧测力计拉木块，自底端至顶端做匀速直线运动，读出拉力F1； 增大倾角，改变斜面的倾斜
2、程度，量出斜面的高度h2； 用弹簧测力计拉木块，再次自底端至顶端做匀速直线运动，读出拉力F2； 将所测数据填入表格1中。计算公式： W有1=Gh1 W有2=Gh2 W总1=F1S W总2=F2S 表格1： 斜面的倾斜程度物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较坡较陡实验参考数据：斜面的倾斜程度物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较坡36.5%较陡55%实验结论：在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。 二、探究斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小的关系猜想：斜面的机械效率
3、与物体斜面之间接触面大小无关。 实验器材：斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺。 实验设计：实验过程中，保持木块的重量G不变，斜面长S不变，斜面的高度h不变，改变的是物体斜面接触面积和拉力F。实验步骤： 用弹簧测力计测出木块的重力G ； 用刻度尺两处斜面的长度S和高度h ； 把木块平放，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出 拉力F1 ； 把木块侧放，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F2 ； 将所测数据填入表格2中。计算公式： W有=Gh W总1=F1S W总2=F2S 表格2： 接触面大小物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较小较大
4、实验参考数据：接触面大小物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较小58%较大58%实验结论：斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关。 三、探究斜面的机械效率与它的粗糙程度的关系。 猜想：表面越光滑，机械效率越高。 实验器材：斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺 。实验设计：实验过程中，保持木块的重量G不变，斜面长S不变，斜面的高度h不变，改变的是斜面的粗糙程度和拉力F。 实验步骤： 用弹簧测力计测出木块的重力G； 用刻度尺两处斜面的长度S和高度h； 把木块放木板上，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F1； 在木板上铺好毛巾，用弹簧测力
5、计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F2； 将所测数据填入表格3中。计算公式：W有=Gh W总1=F1S W总2=F2S 表格3斜面的粗糙程度物体重量 G/N斜面高度 h/m沿斜面拉力 F/N 斜面长度 s/m有用功 W有/J总功 W总/J机械效率较平滑较粗糙实验参考数据： 斜面的粗糙程度物体重量 G/N斜面高度 h/m沿斜面拉力 F/N 斜面长度 s/m有用功 W有/J总功 W总/J机械效率较平滑58%较粗糙39%实验结论：在其他条件一定时，斜面表面越粗糙，机械效率越低。 四、研究斜面的机械效率与物体的重量的关系 猜想：斜面的机械效率与物体的重量无关。 实验器材：斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺。
6、 实验设计：实验过程中，保持斜面长S不变，斜面的高度h不变，改变的是物体重量G和拉力F。 实验步骤： 用弹簧测力计测出木块的重力G1，用刻度尺两处斜面的长度S和高度h； 把木块放木板上，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力F1； 用弹簧测力计测出木块和钩码的重力G2； 用弹簧测力计拉木块和钩码做匀速直线运动，读出拉力F2； 将所测数据填入表格4中.计算公式：W有1=G1h W有2=G2h W总1=F1S W总2=F2S 表格4 物体重量物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较轻较重实验参考数据：物体重量物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较轻63%较重62%*此处为62%是因拉力四舍五入所致。 实验结论：机械效率与物体重量无关。综上所述：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：斜面的倾角越大，斜面的机械效率越高；斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。而跟物体与斜面之间接触面大小、以及物体的重量都无关。
探究斜面机械效率
