斜面的机械效率

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九年级物理《斜面的机械效率》知识点归纳

九年级物理《斜面的机械效率》知识点归纳斜面的机械效率：有用

功W有用=Gh总功W总=FlW总=Gh+fl（f为摩擦力)额外功W额

外=W总-W有用W额外=fl机械效率测量斜面的机械效率：【实验

目的】：测量斜面的机械效率【器材】斜面，铁架台，小车，弹簧秤，

米尺【操作】

（1）照图那样安装好斜面，将小车放在斜面上。用弹簧秤缓慢地把

小车拉上斜面，记下弹簧秤的示数F，测出小车沿斜面通过的距离L，

用弹簧秤称得小车重G，并测出小车上升的高度h，算出斜面的效率

η1＝Gh／FL。（2）把小车翻过来（轮子朝上）放在斜面上，重复

上述实验，根据实验数据算出此时斜面效率η2。（3）增大斜面的

倾角，小车仍翻着放在斜面上重复实验，算出斜面效率η3。比较

η1、η2、η3的大小，可知η1＞η2，η2＜η3。分析实验结果可

得：斜面的效率主要受斜面和小车间的摩擦的影响，在（1）中由于

轮子和斜面间的滚动摩擦小，必需做的额外功少，效率就高。在（3）

中，当倾角增大，车对斜面的压力减小，从而摩擦也减小，因此效率

比（2）时高。比较操作（2）、（3）中的F及η的大小，可知斜面越

省力其效率不一定越高。提高斜面机械效率的方法:在其他条件一

定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，斜面表面粗糙程度越大，

机械效率越低；机械效率与物体重量无关，物体斜面之间接触面大小

无关。例：如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面

方向的力将重为840N的箱子拉到汽车上，在这过程中拉力做了

______J的功，机械效率为______。要提高该斜面的机械效铝，应该

_______。（写出一条措施）

解析：

，

提高机械效率的方法是减小总功，以增大有用功在总功中所占的比例。

答案：120070%减小斜面的粗糙度初中物理斜面的机械效率知识点

（二）

斜面机械效率定义机械效率是反映机械性能的优劣的重要标志之一。

总功等于有用功与额外功之和，因而有用功只占总功的一部分。显然，

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有用功所占比例越大，机械对总功的利用率就越高，机械的性能就越

好。物理中，用机械效率来表示机械对总功的利用率。斜面的机械

效率公式斜面机械效率公式为：η=W有/W总=Gh/Fs。（G为物体重

量，h为斜面竖直高度，F为拉力大小，s为斜面长度。）推导公式：

η=（θ为斜面倾角，μ为滑动摩擦系数）推导过程：如图，将物

体重力垂直分解为垂直于斜面的力F⊥和平行于斜面的力F∥，则：

η=W有/W总

=Gh/Fs=Gh/(f+F')s=Gh/(μF⊥+F∥)s=Gsinθ*s/(μGcosθ+Gsinθ

)*s=sinθ/μcosθ+sinθ=1/(μcotθ+1)斜面的机械效率实验研

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

验过程中，保持木块所受重力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：(将所测数据填入表格一中)①用

弹簧测力计测出木块的重力G②用刻度尺量出斜面的长度S和高度

③用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力

④改变斜面的倾斜程度，量出斜面的高度

⑤用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出拉力

计算公式：

表格一：

附：试验参考数据

结论：在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高研

究斜面机械效率与斜面之间接触面大小关系猜想：斜面的机械效率

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）（建议

有困难的学生选此实验）实验步骤：(将所测数据填入表格二中)①

用弹簧测力计测出木块的重力G②用刻度尺量出斜面的长度S和高

度h③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

④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

计算公式：

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表格二：

附：试验参考数据

结论：斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关研究斜面的

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：(将所测数据填入表格三中)①

用弹簧测力计测出木块的重力G②用刻度尺两处斜面的长度S和高

度h③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

④在木板上铺好毛巾，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出

拉力

计算公式：

表格三

结论：在其他条件一定时，斜面表面粗糙程度越大，机械效率越低

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（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：(将所测数据填入表格四中)①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h②

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

F1③用弹簧测力计测出木块和钩码的重力G2④用弹簧测力计拉

木块和钩码做匀速直线运动，读出拉力F2

表格四

附：试验参考数据

*此处为51%是因拉力四舍五入所致。结论：机械效率与物体重量无

关经典例题为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系，小

黄同学用弹簧测计拉着同一木块沿粗糙程度相同的斜面匀速向上运

动，如图所示，实数据记录如表：实验次数斜面的倾斜程度木块

重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m机械效率η1

较缓100.46.612较陡100.57.6165.8%3最陡100.68.4

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171.4%(1)根据表中数据可求出第1次实验：有用功是_____J，机

械效率是_____，木块和斜面的内能增加了_____J．(2)分析表中数

据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾斜程

度越陡，斜面的机械效率越_____．

答案:460.6%2.6高解析:（1）利用斜面时，有用功利用W有=Gh

计算，总功利用W总=Fs计算，机械效率利用η=×100%计算；木块

在运动过程中，木块与斜面之间有摩擦，因此会摩擦生热，增加内能

即为额外功．（2）根据控制变量法，比较第二列和最后一列即可得

出斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系．解：（1）第一次实验：有

用功为：W有=Gh=10N×0.4m=4J；总功为：W总=FS=6.6N×1m=6.6J；

斜面的机械效率为：η=×100%=×100%≈60.6%．木块和斜面的内能

增加W额=W总-W有=6.6J-4J=2.6J．（2）由表格可知，当其他条件

相同时，斜面倾斜程度不同，斜面的机械效率也不同，故可的结论：

在其他条件不变的情况下，斜面倾斜程度越陡，斜面的机械效率越高。

故答案为：（1）4J；60.6%；2.6J；（2）高．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：

__________________________________________________答案:（1）

0.60；83%（2）省力（3）2、3（4）尽可能减少斜面的摩擦阻力