题目

某实验小学的同学们在探究“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． 试验次数 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”）． （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______．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，斜面的机械效率越低． （3）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”） （4）斜面在生产和生活中应用广泛，请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例．举例：______．

所属题型：问答题 试题难度系数：中档

答案

（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； 由记录的数据可以看出斜面倾斜程度越陡时，斜面的机械效率越高． （2）∵G=5N，h=0.5m， ∴克服物块重力做的有用功为：W有用=Gh=5N×0.5m=2.5J， 又∵F=4.5N，S=1m， ∴拉力做的总功为：W总=FS=4.5N×1m=4.5J， 则斜面的机械效率为：η= W有用 W总 = 2.5J 4.5J ≈55.6%． 要探究机械效率与斜面粗糙程度关系，必须保证斜面倾斜程度和长度相同的情况下（即高度相同，斜面长度相同）， 第4次和第2次斜面的长度和高度相同，从数值上可以看出斜面越粗糙机械效率越小． （3）当用弹簧拉着物体沿斜面做匀速向上运动时，物体的受力情况如下图： 由图可见，物体受到重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力，因为支持力不变，所以摩擦力的大小也不变．由于物块又做匀速直线运动，则弹簧测力计的拉力大小等于摩擦力和重力在沿斜面方向的分力的和，所以物块所受的拉力大于物块所受的摩擦力． （4）实际生活生产中应用斜面工作原理的实例：盘山公路，螺丝钉的螺纹． 故答案为：（1）省；高． （2）55.6%；2． （3）大于． （4）盘山公路，螺丝钉的螺纹．

考点梳理

初中二年级物理试题“某实验小学的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时．用弹簧测力计沿”旨在考查同学们对 功的计算、 机械效率的计算、 斜面的机械效率、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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• 功的计算
• 机械效率的计算
• 斜面的机械效率

考点名称：功的计算

功的定义：“功”一词最初是法国数学家贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利创造的。物理学中，必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功，是指力对距离的累积。国际单位制单位为焦耳(J)。

以下三种情况下力对物体不做功：

(1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如：某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m 远的过程中，人做功为零。

(2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功。如：一辆汽车停止在路边，一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。

(3)物体受到力的作用，同时也运动了一段距离，但两者相互垂直，即在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上走得再远，手的提力对水桶也没有做功。

功的计算公式：

在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功，功=力*力的方向上移动的距离，公式为(W=Fscosα)(初中阶段，力方向与位移方向的夹角为0，即α=0°，cos0°=1，所以W=Fs)。

国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

公式计算时常考注意点：

(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;

(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;

(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

功的工作原理：

使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。功的原理是一个普遍结论，对于任何机械都适用，表达式为Fl=Gh，f=G(h/l)。

考点名称：机械效率的计算

机械效率

机械效率是指任何机械本身都受到力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功。这时动力所做的总功等于有用功加额外功。机械效率用来衡量机械对机械能有效利用的程度，只考虑机械能传递过程中的摩擦损失，而不考虑由非机械能转变成机械能过程中的能量损失。