斜面的机械效率
探究斜面机械效率的实验报告
实验名称：探究斜面的机械效率提出问题：斜面也是一种机械，那么使用斜面能否省功，若不能省功斜面的机械效率与哪些因素有关？它的省力情况与机械效率又有什么关系呢？我们该如何测量并探究斜面的机械效率呢？猜想与假设：1．使用斜面不能省功。
2．斜面的机械效率跟它的倾斜程度有关。
斜面倾斜程度越大，机械效率越高。
3．斜面的机械效率与斜面粗糙程度有关，斜面越粗糙，机械效率越高。
设计实验：要证明同学们的猜想是否正确，最好的办法就是做实验，但是在做实验之前，我们必须先设计好实验方案。
讨论完成以下问题：（1）当一个物理量与几个因素有关时，我们用控制变量方法来进行实验。
（2）探究斜面的机械效率，需要测量哪些物理量：物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S。
（3）我们需要哪些测量仪器：弹簧测力计刻度尺。
（4）斜面的机械效率表式：。
（5）你准备怎样测量拉力大小沿斜面匀速向上拉动物体时的拉力。
实验器材：一块长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺、几块不相等的木块、毛巾、玻璃、细绳。
实验过程：1．用弹簧测力计测得小车的重力G。
2．用长木板和木块装置成如图所示的斜面，把小车通过细绳与弹簧测力计连接，沿斜面拉动弹簧测力计，把小车匀速拉上斜面。
3．分别从弹簧测力计上读出拉力F，并用刻度尺测出小车移动的距离S和升高的高度h。
4．保持斜面的长度不变，换用不同高度的木块，逐渐增加斜面的高度，做3次实验。
分别将实验数据记录在表格中。
5．保持斜面的高度不变，换用不同的材料铺在木板上，改变斜面的粗糙程度，做3次实验。
分别将实验数据记录在表格中。
设计实验表格表格一表格二3．进行实验：下面就开始实验吧。
同学们边做实验边记录数据。
分析与论证：对实验数据的结果进行分析：1．实验表明，使用斜面______省功（选填“能”或“不能”）。
2．在使用光滑程度一样的斜面，斜面越陡，越________（选填“省力”或“费力”），斜面的机械效率越______（选填“高”或“低”）。
斜面与滑轮组相结合的机械效率
斜面与滑轮组相结合的机械效率1. 引言大家好，今天我们来聊聊一个非常有趣的主题——斜面与滑轮组的结合，尤其是它们的机械效率。
别看这名字听起来有点高大上，其实它就是在我们生活中经常碰到的小工具。
你有没有发现，当你在搬重东西时，斜坡和滑轮可以让事情变得轻松不少？没错，它们可都是“力大无穷”的小帮手，今天咱们就来细细琢磨一下它们的妙处。
2. 斜面的魅力2.1 斜面是什么说到斜面，其实就是那种倾斜的平面，想想你在滑滑梯时，那种向下的倾斜感。
这玩意儿的好处就是可以减少你推或拉的力气，想想看，如果没有斜面，咱们搬重物就得直接抬起，简直是“费劲巴拉”。
用斜面就好比是找到了一个小窍门，轻轻松松就能把重物推上去。
2.2 斜面的应用在生活中，斜面无处不在，比如我们日常用的坡道、货物装卸的斜坡等。
它们让人觉得轻松自在，有了斜面，就像是给了我们一双“飞天的翅膀”。
可有些人可能会问，斜面能省多少力气呢？其实，这就看你用得有多得当了，像是在下雨天用伞，你不把伞角度调好，水可就全淋你身上了。
3. 滑轮的神奇3.1 滑轮是什么滑轮就像是小小的魔术师，能把重物提升到高处。
你想想看，如果没有滑轮，搬重物简直是“天方夜谭”。
滑轮通过改变施力的方向，帮你轻松搞定高处的东西。
比如说，想把重物拉上楼梯，滑轮简直就是“金手指”，轻松搞定一切。
3.2 滑轮的类型滑轮也有很多种类，有固定滑轮、动滑轮，还有复合滑轮。
固定滑轮就像是一个忠实的朋友，不管你多努力，它都在那儿。
而动滑轮则像是个机灵鬼，可以和你一起分担重担。
如果把它们结合起来，用起来的效率可谓是“如虎添翼”，轻松解决重物的搬运问题。
4. 斜面与滑轮的结合4.1 组合的妙处当斜面遇上滑轮，那简直是“天生一对”。
想象一下，你在一个货物装卸的地方，斜面帮助你将重物滑上去，而滑轮则负责将重物拉起。
这种组合能大幅提升我们的机械效率，几乎能让你在搬运中轻松得像是在跳舞。
4.2 效率的提升机械效率就像是我们打游戏时的升级，越高越爽。
斜面的机械效率f2
合并：斜面的机械效率可能与斜面的
倾斜程度、斜面的粗糙程度、物体的重力 有关。
（二）合作交流，解读探究
3、制定计划和设计实验方案 （1）测量斜面的机械效率
如何测量有用功和总功？ 有用功：W有用 = G h 总功： W总= F s
（二）合作交流，解读探究
3、制定计划和设计实验方案
需要测量哪些物理量?
2、过程与方法
通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟定简单的 科学探究计划和实验方案。
3、情感、态度与价值观
在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重实验结 果的科学态度。
一、说教材
（四）教学重难点： 1、教学重点 拟定探究斜面机械效率的方案及实验过程。 2、教学难点 对测量数据进行分析论证。
一、说教材
谢谢大家！
（五）教具及学具准备：
弹簧测力计
刻度尺 砝码一盒 带钩的长方体木块 1m长的木板 长方体木垫（或铁架台） 长毛巾 1m长的玻璃板
二、说教法与学法
教法： 情景教学法、启发式教学法、 探究式教学法等。 学法： 自主探究法、课堂讨论法、归纳法等。
三、教学流程设计
1 2 3 4
情 境 导 入
合 作 探 究
义务教育课程标准实验教科书九年级物理
三
说教材
探究斜面的机械效率
说教法学法
应城市开发区学校
熊桂华
三
说教学流程
说板书
说反思
义务教育课程标准实验教科书九年级物理
三
说教材
探究斜面的机械效率
说教法学法
应城市开发区学校
熊桂华
三
说教学流程
说板书
说反思
一、说教材
（一）教材分析 机械效率与我们的生活息息相关，效率的 概念已广泛应用于生活、社会和科技问题中。 《探究斜面的机械效率》是新教材增加的学生 分组实验内容，能为更多的学生提供操作实践 的机会，有利于学生动手能力的培养，加深对 机械效率的理解；对后面学习和理解能量的利 用率和转化率起积极作用，对学生参加社会实 践也具有非常重要的指导意义。
斜面的机械效率实验报告单
探 究 报 告
班级 姓名
探究斜面的机械效率
探究课题1：斜面的机械效率是否与 有关 猜想： 设计方案：
在探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时，控制斜面的粗糙程度和物体重力一定，改变斜面的倾斜程度。
分别就 、 、 做三次。
结论： 探究课题2：斜面的机械效率是否与 有关 猜想： 设计方案：
在探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系时，控制斜面的倾斜程度和物体重功///
结论：
探究课题3：斜面的机械效率是否与有关
猜想：
设计方案：
在探究斜面机械效率与物体重力的关系时，控制斜面的倾斜程度和斜面粗糙程度一定，改变物体的重力，分别用、、的物体做三次。
结论是：
/
我还发现，倾斜程度，拉力越小，也就是越。
斜面越省力，机械效率；斜面越费力，机械效率。
第20讲 机械效率 斜面
解：（1）由
得： W甲=P甲t=30 W×10 s=300 J
（2）由W=Fs可得甲工人的推力：
因为甲、乙拉着同一货物在水平面上做匀速直线运动，
所以 f乙= f甲 = F甲=150 N 乙工人做的有用功： W有 = f乙s乙=150 N×3 m=450 J
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（3）由图知，n=3，拉力端移动的距离s拉=3s乙=3×3 m=9 m ， 乙工人做的总功： W总 = F乙s拉=80 N×9 m=720 J 该滑轮组的机械效率为：
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5．（2020·宿迁）小华用如图装置测量动滑轮的机械效率，
下列说法正确的是（ D ）
A．实验中为测量方便，让弹簧测力计在静止时读数 B．弹簧测力计对绳子的拉力与物体的重力是一对平衡力 C．增大物体被提升的高度，可以提高动滑轮的机械效率 D．增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率（不 计绳重和摩擦）
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6．（双选）如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法
错误的是（ CD ）
A．用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，应尽量匀速 B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率 C．木块在匀速上升过程中拉力和摩擦力是一对平衡力 D．斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小
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课课考点堂堂过关检检 测测
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考点1：额外功、有用功、总功
1．（2020·山西）如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用
同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同
一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ C ）
中考专题复习：斜面机械效率。
1、用如图所示的实验装置测量斜面的机械效率．实验时，沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计，使木块沿斜面匀速上升．为了研究斜面的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后用两木块做实验，测量并计算得到下表所示的两组数据：
（1）上表中第1次实验时有用功等于_________J，斜面的机械效率为____________%．
请写出使用该斜面做额外功的原因：____________________________________________．
（2）根据表中数据，能否得出斜面的机械效率与所拉木块重力关系的结论．如能得出，请写出结论；如不能得出结论，请说明原因．。
探究斜面的机械效率与哪些因素有关？
结论
3 4
15 30
毛巾 木板
2.7 2.7
11.5 19.5
65 65
5
60
木板
2.7
33.5
65
6 7
15 15
木板 木板
4.2 5.7
11.5 11.5
65 65
探究斜面的机械效率与哪些因素有关？
实 验 次 数 1 斜面倾 斜面材 物体 角（斜 料（斜 的重 面的倾 面的粗 力 斜程 糙程 （物 度） 度） 重） G/N 15 玻璃 2.7 斜面 沿斜 斜面 的高 面的 有用功 总功W 的长 机械效率 度 拉力 W /J /J s/cm h/cm F/N 11.5 0.9 65 0.31 0.59 53.08
探究斜面的机械效率与哪些因素有关？
实 验 次 数 1 2 斜面倾 斜面材 物体 角（斜 料（斜 的重 面的倾 面的粗 力 斜程 糙程 （物 度） 度） 重） G/N 15 15 玻璃 木板 2.7 2.7 斜面 沿斜 斜面 的高 面的 有用功 总功W 的长 机械效率 度 拉力 W /J /J s/cm h/cm F/N 11.5 11.5 65 65
结论
斜面的机械效率与斜面的倾斜程度 、斜面的粗糙程度、物体的重有 关： （1）在斜面的倾斜程度、物体的 重一定时，斜面越粗糙机械效率越 低； （2）在斜面的粗糙程度、物体的 重一定时，斜面越陡机械效率越 高； （3）在斜面的倾斜程度、斜面的 粗糙程度一定时，物体越重机械效 率越低 。 （4）斜面的机械效率与斜面的高 、斜面的长及物体沿斜面匀速运动 的速度无关！！
2
15
木板
2.7
11.5
1
65
0.31
0.65
47.77
探究斜面的机械效率
探究斜面的机械效率探究课题1：斜面的机械效率是否与有关猜想：设计方案：在探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时，控制斜面的粗糙程度和物体重力一定，改变斜面的倾斜程度。
分别就、、做三次。
/率结论：探究课题2：斜面的机械效率是否与有关猜想：设计方案：在探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系时，控制斜面的倾斜程度和物体重力一定，改变/结论：我还发现，倾斜程度，拉力越小，也就是越。
斜面越省力，机械效率；斜面越费力，机械效率。
练习：3、笑周同学在学过有关“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小车的探究实验，并记录实验数据如下：请根据以上实验数据回答： （1）“较陡”时，做的有用功为_________， 总功为________，机械效率为_________。
（2）通过对上述实验数据的分析，你对小 周提出的问题可获得的初步结论是： _______________________________。
4、小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如下图所示。
她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小⑴ 请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
⑵ 分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越 ，斜面越省力，斜面的机械效率越 。
⑶ 实验过程中拉力的方向应与斜面 。
⑷ 若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持 不变，斜面的光滑程度不变，只改变 ,这种研究问题的方法我们称之为 法。
5、某实验小组探究“拉力的大小与斜面倾斜程度的关系”，过程如下：他们首先设计了图10所示的实验装置，然后用弹簧测力计将4N 的重物沿斜面匀速向上拉到A 点，拉力的大小如图，再将木块M 分别支在斜面的 B 、C 两处，重复上述步骤，并测得拉力的大小分别为1N 和1．3N ．(斜面很光滑，可忽略物体与斜面问的摩擦)请你接着解决下列问题： (1)在图中画出重物所受重力的示意图；(如图10所示)(2)设计一个记录实验数据的表格(不必填入数据)；(3)通过探究得出的结论是：；(4)在上述实验的基础上，他们又在斜面上铺上棉布，并测得图示情况中将重物匀速拉至A 点时的拉力为1．2N，则此时斜面的机械效率η= ．6、探究斜面的机械效率：动的距离为两点之间的距离，被提升的高度为________两点之间的竖直距离。
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在九年级物理课本第15章《功和机械能》的第二节里有这样一个探究实验：探究斜面的机械效率。
其中有这样一个结论：影响斜面机械效率的因素有：1、斜面的倾斜程度，斜面越倾斜，拉力越大，机械效率越高；2、斜面的粗糙程度，斜面越粗糙，拉力越大，机械效率越低。
整个结论的得出，是通过实验，控制其中一个变量，改变另一个变量，比较实验数据得出的。
那么它的理论推理是怎样的呢？
斜面高为H，长为S，物体重为G，斜面与水平面的夹角为θ,拉力大小为F，斜面的摩擦系数为μ。
求该斜面的机械效率为多少？
首先要将重力G进行力的分解，根据“平行四边形法则”可将重力G分解为沿斜面向下的力F2和对斜面的压力F1。
F1=GCosθ F2=GSinθ
其中分力F1与斜面对物体的支持力构成一对平衡力。
沿斜面向下的分力F2、斜面和物体间的摩擦力与拉力F构成平衡力。
拉力F=F2+f=GSinθ+GCosθμ
那么斜面的机械效率为：
η=W有/W总=GH/FS=GH/(F2+f)
=GSSinθ/(GSinθ+Gcosθμ)S
分式上下约掉G和S,可得：
η=Sinθ/Sinθ+cosθμ
分式上下都除Sinθ可得：
η=1/1+cotθμ
余切函数Cotθ是单调递减函数，θ越大，其值越小，分数越小，效率越高。
斜面越粗糙，其摩擦系数越大，分数越大，效率越低。