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人教版物理八年级下第十二章12.3细化知识点同步练习———斜面的机械效率(2)
一、单选题
1.(2022八下·泰安期末)如图,斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N,则下列说法正确的是(忽略绳子的重力)( )
A.拉力所做的功是300J B.拉力的功率是50W
C.斜面的机械效率是80% D.斜面上的摩擦力是50N
【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A.拉力所做的功W总=Fs=150N×3m=450J
A不符合题意;
B.拉力的功率P===75W
B不符合题意;
C.有用功W有用=Gh=500N×0.6m=300J
斜面的机械效率η=×100%=×100%≈66.7%
C不符合题意;
D.额外功W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J
由W额=fs可得,物体在斜面上受到的摩擦力f===50N
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据W总=Fs,求出总功;根据,求出功率;根据W有用=Gh及,求出机械效率;根据W额=W总﹣W有用及W额=fs,求出摩擦力。
2.(2022八下·乐亭期末)如图,在斜面上将一个重6N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为2N,斜面长4m,高1m。下列说法正确的是( )
A.运动过程中重物受到三个力的作用
B.运动过程中,拉力做的总功为6J
C.重物受到的摩擦力为0.5N
D.斜面的机械效率为85%
【答案】C
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A.将物体匀速拉到高处的过程中,物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力共4个力的作用,A不符合题意;
B.运动过程中,拉力做的总功为
B不符合题意;
C.运动过程中,拉力做的有用功
克服重物受到的摩擦力做的额外功为
由可得,物体受到的摩擦力为
C符合题意;
D.斜面的机械效率为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】斜面上,物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力;根据W=Fs,求出总功;根据、及,可求出摩擦力;根据,可求出机械效率。
3.(2022八下·青县期末)在探究“斜面的机械效率”的实验中,以下说法正确的是( )
A.用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块时拉力和摩擦力是一对平衡力
B.斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C.斜面的粗糙程度对机械效率没有影响
D.斜面的倾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
【答案】B
【知识点】平衡力的辨别;斜面的机械效率
【解析】【解答】A.木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用,由于重力使物体有下滑的趋势,所以,要使物体匀速上升,拉力应大于摩擦力,拉力和摩擦力不是一对平衡力,A不符合题意;
B.其他条件一定时,斜面倾斜程度越大,机械效率越高,B符合题意;
C.在斜面倾斜程度一定时,斜面粗糙程度越大,克服摩擦做的额外功越多,机械效率越低,C不符合题意;
D.斜面的倾斜程度越小,越省力,沿斜面所用的拉力越小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】斜面上的物体匀速直线运动时,由于不是二力平衡,拉力不等于摩擦力;斜面的机械效率和斜面的倾斜程度有关;斜面的倾斜程度越大,拉力越大。
二、双选题
4.(2021八下·偃师期末)如图所示,甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面,长度分别为4 m、5m,高度相同,两个工人分别沿斜面向上的拉力F甲、Fz把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端,且速度大小相等,此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为W甲、W乙,功率分别为 P甲、P乙,机械效率分别为 η甲、η乙,下列说法正确的是( )
A.F甲:F乙=5:4 B.W甲: W乙=5:4
C.P甲:P乙=4:5 D.η甲:η乙=1:1
【答案】A,D
【知识点】功率计算公式的应用;斜面的机械效率;功的计算及应用
【解析】【解答】ABC.两个斜面是光滑的,则拉力所做的总功等于通过斜面所做的有用功,所以F甲s甲=Gh,F乙s乙=Gh
即F甲s甲= F乙s乙
所以W甲=W乙
而s甲=4m,s乙=5m
那么F甲:F乙=s乙:s甲=5:4
工件在两个斜面上运动的速度相等,据P=Fv知P甲:P乙=F甲:F乙=5:4
A符合题意,BC不符合题意;
D.因为斜面是光滑的,不用做额外功,那么两个斜面的机械效率都为100%,所以η甲:η乙=1:1
D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】使用光滑的斜面时没有额外功。由功的原理可知从而可以判断出两次做的功的大小关系和机械效率关系。再利用W=Fs比较拉力关系。再由P=Fv比较功率关系。
三、多选题
5.(2022八下·绥滨期末)如图所示,斜面长s为1.2m、高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则( )
A.斜面的机械效率为80%
B.拉力做的总功为4.8J
C.提升物体所做的有用功为4.8J
D.物体由斜面底端运动到顶端用时1s
【答案】A,C
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】ABC.拉力做的总功为
提升物体所做的有用功为
机械效率为
由上述可知,AC符合题意,B不符合题意;
D.由可知,物体运动速度为
物体由斜面底端运动到顶端所用时间为
D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据力和距离的乘积计算做功多少;根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;有用功和总功的比值, 计算机械效率;功率和力的比值,计算速度;根据路程和速度的比值, 计算时间。
6.(2022八下·永年期末)如图所示,物体沿斜面匀速上升,其重力为4.5N,沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长为1.2m,高为0.3m。下列说法正确的是( )
A.物体的机械能增大
B.拉力与摩擦力是一对平衡力
C.斜面的效率为62.5%
D.物体与斜面间的摩擦力为0.675N
【答案】A,C,D
【知识点】机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A.物体沿斜面匀速上升,速度不变,动能不变,高度变高,重力势能变大,故机械能变大,A符合题意;
B.由于在斜面上,对物体进行受力分析,物体受到了竖直向下的重力,和斜面对其垂直于斜面向上的支持力,以及拉力和摩擦力这四个力,物体匀速直线运动,说明物体处于平衡状态,而支持力和重力不是平衡力,那么这两个力的合力与摩擦力和拉力是平衡力,故摩擦力与拉力不是平衡力,B不符合题意;
C.斜面的效率为
C符合题意;
D.物体与斜面间的摩擦力为
那么摩擦力为
D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;拉力和距离的乘积计算总功,有用功和总功的比值,计算机械效率;总功和有用功的差计算额外功,结合距离计算摩擦力。
7.(2022八下·浚县期末)如图所示,固定的斜面长为l,高为h,沿斜面向上用拉力F把一个重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法正确的是( )
A.物体匀速上升时动能不变,重力势能变大
B.物体匀速上升时动能变大,重力势能减小
C.斜面的机械效率为
D.拉力对物体做的有用功为Fh
【答案】A,C
【知识点】机械效率的计算;斜面的机械效率
【解析】【解答】AB.物体匀速上升时,质量不变,速度不变,则其动能也不变;物体上升时,物体自身所处位置的高度增大,重力势能变大,B不符合题意,A符合题意;
C.由题意可知,该斜面的有用功为Gh,总功为Fl,根据可知,斜面的机械效率
C符合题意;
D.由题意可知,物体在重力方向上移动的距离为h,则拉力对物体做的有用功为Gh,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】质量一定时,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大;根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;拉力和距离的乘积计算总功,有用功和总功的比值, 计算机械效率。
四、填空题
8.(2022八下·琼海期末)斜面是一种简单机械,它在生活中的应用非常广泛。如图所示,工人师傅将一箱重为1200N的货物从4.5m长的固定斜面,匀速拉到高为1.5m的货车上,所用拉力F=500N,则工人师傅做的有用功是 J,斜面的机械效率是 。
【答案】1800;80%
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】工人做的有用功W有=Gh=1200N×1.5m=1800J
工人所做的总功W总=Fs=500N×4.5m=2250J
该斜面的机械效率
【分析】根据W有=Gh,求出工人做的有用功;根据W总=Fs及,求出斜面的机械效率。
9.(2022八下·蚌埠期末)如图所示,小明用沿斜面向上的力F,把一个重为G的木箱沿斜面匀速拉到斜面顶端,斜面长为s,高为h,此过程中木箱受到的摩擦力为 (用字母表示)。
【答案】
【知识点】摩擦力的大小;有用功和额外功
【解析】【解答】有用功W有=Gh
拉力做的总功W总=Fs
额外功W额=W总-W有=Fs-Gh
摩擦力的大小
【分析】根据,确定摩擦力表达式。
10.(2022八下·烟台期末)为规范停车秩序,芝罘区交警支队对违停车辆拖移(如图甲所示),工作原理图如图乙所示,当钢绳对车辆施加沿斜面的拉力F为5×103N时,在100s内可将小车A沿斜面底端匀速拉至斜面顶端,已知小车A的质量为1.5t,斜面高为1m,斜面长为5m(不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦,g取10N/kg)。在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中,拉力所做的有用功为 ;整个装置的机械效率为 ;小车A与斜面间的摩擦力为 。
【答案】1.5×104J;60%;2×103N
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】拉力所做的有用功W有=Gh=mgh=1.5×103kg×10N/kg×1m=1.5×104J
总功W总=Fs=5×103N×5m=2.5×104J
机械效率
额外功W额=W总-W有=2.5×104J-1.5×104J=104J
小车A与斜面间的摩擦力
【分析】根据W有=Gh=mgh,求出有用功;根据W总=Fs及,求出机械效率;根据W额=W总-W有及W额=fs,求出摩擦力。
11.(2022八下·禅城期末)如图,利用甲、乙两个斜面,分别用F1、F2的力把相同的物体从斜面底部匀速拉至斜面顶端,所用时间t相同。相关数据如下表所示,则:
两个力所做的有用功 (选填“相同”或“不同”)力 的功率较大;(选填“F1”或“F2”,后同),力 做功的机械效率较高。
物体重力G/N F1/N F2/N
10 4 6
所用时间t/s 甲斜面长s1/cm 乙斜面长s2/cm
3 60 30
【答案】相同;F1;F2
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】两个力将相同的物体沿斜面拉上相同的高度,据W=Gh知,两个力所做的有用功相同。
由表格数据知,两个力所做的总功分别为W1=F1s1=4N×0.6m=2.4J
W2=F2s2=6N×0.3m=1.8J
即W1>W2
将物体拉上斜面所用时间相同,据 知,两个功率的关系P1>P2
所以力F1的功率较大。
据知,有用功相同,W1>W2时有
所以力F2做功的机械效率较高。
【分析】根据W=Gh可求出有用功;根据,可求出功率;根据,可判断机械效率高低。
五、实验探究题
12.(2022八下·永吉期末)如图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表:
次数 倾角 G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η/%
1 45° 1 0.7 0.9 1 0.7 0.9 77.8
2 30° 1 0.5 0.7 1 0.5 0.7 71.4
3 30° 2 0.5 1.4 1 1 1.4
(1)表格中缺少一个数据,请补充完整: (保留一位小数);
(2)对比实验1、2的数据得出结论:斜面倾角越小越省力,其机械效率越 ;
(3)通过对比实验 的数据(选填实验次数),得出的结论是:对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)71.4
(2)小
(3)2、3;无关
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)由表中第3次数据可知,斜面的机械效率为
(2)由实验1、2的数据可知,第2次斜面倾角较小,拉力较小,机械效率较小,可以得到斜面倾角越小越省力,其机械效率越小。
(3)由2、3实验数据可知,斜面的倾角相同,物体的重力大小不同,斜面的机械效率相同,可以得到对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力无关。
【分析】根据,求出斜面的机械效率;
(2)斜面倾角越小越省力,其机械效率越小;
(3)对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力无关。
13.(2022八下·涿州期末)某实验小组的同学们在探究“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。
实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η
1 1 0.2 5 2.5 40.0%
2 1 0.4 5 3.4 58.8%
3 1 0.6 5 4.2 71.4%
4 1 0.6 5 5.0
(1)分析表中实验1、2、3的数据可得出:斜面倾斜程度越小越 力(选填“省”或“费”);
(2)该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上毛巾,目的是: ,保持斜面高和长与第三次实验相同,他们测得这种情况下斜面的机械效率为 ;
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出:斜面的机械效率与 和 有关;
(4)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”);
(5)实验结束后,小明猜想斜面的机械效率与物体的重力有关。根据你学的知识,分析、判断小明的猜想是 (选填“正确”、“错误”)。
【答案】(1)省
(2)使斜面变粗糙增大阻力;60.0%
(3)斜面倾斜程度;斜面粗糙程度
(4)大于
(5)错误
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)分析表中实验1、2、3的数据可知,斜面长度一定,斜面高度越小,斜面越平缓,倾斜程度越小,所用拉力越小越省力。
(2)斜面上铺毛巾,斜面变得更粗糙,让物体沿斜面向上拉时阻力增大,是为了研究斜面的机械效率与斜面的粗糙程度的关系。
这种情况下斜面的机械效率
(3)分析表中实验1、2、3的数据可知,斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关;分析表中实验3、4的实验数据可知,斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关。综合可得: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。
(4)实验过程中,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,拉力F要同时克服摩擦力f 和物体的一部分重力,所以F>f。
(5)在斜面的倾斜程度一定时(小于90°),物体对斜面的压力与物体的重力成正比,即F压=nG;当斜面的粗糙程度一定时,物体在斜面上受到的滑动摩擦力与压力成正比,即f=kF压。则f=kF压=knG
斜面的机械效率
由上式可知,斜面的机械效率与物体的重力无关。
【分析】(1)斜面长度一定,斜面高度越小,斜面越平缓,倾斜程度越小,所用拉力越小越省力;
(2)斜面上铺毛巾,斜面变得更粗糙,是为了研究斜面的机械效率与斜面的粗糙程度的关系;根据求出机械效率;
(3)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;
(4)拉力同时克服重力和摩擦力,拉力大于摩擦力;
(5)根据,斜面的机械效率与物体的重力无关。
14.(2022八下·番禺期末)在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验中,实验小组用如图甲所示的装置。在其它条件一定时,获取了表格中的实验数据。
实验次数 斜面倾斜程度 斜面的物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率
] 较缓 10 0.1 5.5 0.5 36.4%
2 较陡 10 0.2 7.0 0.5 ①
3 最陡 10 0.3 8.5 0.5 70.6%
(1)实验时,沿斜面缓慢拉动弹簧测力计,尽量使木块 运动;
(2)通过比较表格中 和 两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械;在第1次实验时,如果忽略斜面的擦,则拉力F沿着斜面拉木块移动s距离所做的功,等于直接用手把重为G的木块提升h高度所做的功,这样算出的拉力F大小为 N。对比表格中的拉力,发现实际拉力大于计算值,是因为使用机械, ;
(3)在第2次实验时表格中①的数据为 ;依据完整的数据可得出结论:在其它条件一定时,斜面 ,机械效率越高;
(4)请你结合所学物理知识,解决斜面的有关物理问题。图乙中木块分别沿斜面1、2滑到底端,木块到达斜面1、2底端时的速度分别为的v1、v2,若斜面粗糙程度相同,则v1 v2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)匀速直线
(2)斜面的物重;拉力;2;省力不省功
(3)57.1%;越陡
(4)大于
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)拉动木块尽量使其做匀速直线运动,这样物体处于平衡状态,弹簧测力计读数才稳定。
(2)斜面的作用是使重物上升一定的高度,所以要判断斜面是否是一种省力的简单机械,需要比较表格中斜面的物重和拉力这两组数据。
直接用手把重为G的木块提升h高度所做的功W=Gh=10N×0.1m=1J
因为忽略斜面摩擦,所以拉力
拉力大于计算值,是因为拉力要克服摩擦力做功,使用机械省力不省功。
(3)有用功W有=G′h′=10N×0.2m=2J
总功W总=Fs=7N×0.5m=3.5J
则机械效率
每次实验木块的重力一定,从实验表格可以看出,随着斜面倾斜程度变大,斜面的机械效率在变大。
(4)从表格数据可知,斜面倾斜程度越大,所需拉力越大,即物体运动时的阻力越大,所以在斜面粗糙程度相同时,v1大于v2。
【分析】(1)拉动木块尽量使其做匀速直线运动,这样物体处于平衡状态,弹簧测力计读数才稳定;
(2)要判断斜面是否是一种省力的简单机械,需要比较表格中斜面的物重和拉力这两组数据;根据W=Gh及拉力要克服摩擦力做功,使用机械省力不省功;
(3)根据计算机械效率;随着斜面倾斜程度变大,斜面的机械效率在变大;
(4)斜面倾斜程度越大,所需拉力越大,即物体运动时的阻力越大,所以在斜面粗糙程度相同时,v1大于v2。
六、计算题
15.(2022八下·成安期末)为了发展文化旅游事业,常州市正在兴建方特文化主题园。园区建设中需把重1200N的木箱A搬到高h=2m,长L=10m的斜面顶端。如图所示,工人站在斜面顶端,沿斜面向上用时50s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端,已知拉力F的功率为80W。求:
(1)拉力F的大小;
(2)该斜面的机械效率是多少;
(3)木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。
【答案】(1)解:由得,拉力所做的功
由得,拉力F的大小是
答:拉力F的大小是
(2)解:克服物重做功
斜面的机械效率
答:斜面的机械效率是;
(3)解:木箱A在斜面上匀速运动时克服摩擦做功
由得,木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力
答:木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是。
【知识点】机械效率的计算;斜面的机械效率;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据功率和时间的乘积,计算总功大小;功和距离的比值, 计算力的大小;
(2)物体的重力和高度的乘积,计算有用功;有用功和总功的比值,计算机械效率;
(3)总功和有用功和差,计算额外功,功和距离的比值, 计算摩擦力。
16.(2022八下·麻章期末)小庆用斜面把重物搬运到汽车上,汽车厢底板高度为1米,斜面长度为2米,现用力F沿着斜面把G=1800N的物体匀速拉到车上。若实际拉力为F=1200N,求:
(1)工人师傅做的有用功;
(2)工人师傅做的总功;
(3)此斜面的机械效率;
(4)重物在斜面上受到摩擦力。
【答案】(1)解:汽车厢底板高度为1米,G=1800N的物体,工人师傅做的有用功
答:工人师傅做的有用功1800J;
(2)解:斜面长度为2米,实际拉力为F=1200N,工人师傅做的总功
答:工人师傅做的总功2400J;
(3)解:斜面的机械效率
答:此斜面的机械效率75%;
(4)解:工人师傅做的额外功
重物在斜面上受到摩擦力
答:重物在斜面上受到摩擦力300N。
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【分析】(1)根据公式W=Gh,可求出有用功;
(2)根据公式W=Fs,可求出总功;
(3)根据公式,可求出机械效率;
(4)根据公式,可求出摩擦力。
七、综合题
17.(2022八下·芜湖期末)如图所示,斜面高为h,长为s,用沿斜面向上的推力F,将重为G的木箱由粗糙斜面底端匀速缓慢推到顶端。
(1)画出物体所受各力的示意图;
(2)试推证:。
【答案】(1)解:物体由粗糙斜面底端匀速缓慢推到顶端时,受到的力有:重力G、斜面对物体的支持力F支、沿斜面向上的推力F、斜面对物体的摩擦力f,如下图所示:
(2)解:斜面系统的有用功为
拉力做的总功为
克服摩擦力做的额外功为
摩擦力的大小为
【知识点】斜面的机械效率;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)物体受到的重力竖直向下;物体受到的斜面上的拉力沿斜面向上;物体受到的摩擦力和相对运动方向相反;物体受到的支持力和支撑面垂直;
(2)根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;根据斜面上的拉力和斜面长计算总功;总功和有用功的差计算额外功;结合距离,计算斜面上的摩擦力。
18.(2022八下·金平期末)小谢同学用如图所示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角度之间的关系。他首先测出木块重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块,调节斜面倾斜角度的大小多次测量,得到下表所示的数据:
斜面倾斜角度θ 木块重G/N 斜面高h/m 斜面长F/N 拉力F/N 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
15° 10 0.1 0.4 3.6
30° 10 0.2 0.4
(1)实验前,小谢应先准备好器材,把弹簧测力计 ;实验中,小谢测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做 运动,才能够准确读出拉力的大小;
(2)当斜面倾斜角为30°时,弹簧测力计的示数如图所示,则此时拉力F= N;
(3)分析表中的数据,可以得出的探究结论是:其他因素不变的情况下,斜面倾斜角度越 (选填“大”或“小”),斜面越省力,斜面的机械效率越 (选填“高”或“低”);
(4)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,只改变物重;
(5)实验完成后,小明没有进行其他操作,根据表中数据计算出,当斜面倾斜角为30°时,木块与斜面间的滑动摩擦力f = N。
【答案】(1)调零;匀速直线
(2)6
(3)小;低
(4)斜面倾斜角
(5)1
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】(1)实验前,要观察弹簧测力计指针是否指零,把弹簧测力计调零。
实验中,根据二力平衡,弹簧测力计应平行于斜面拉着木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数即为拉力的大小。
(2)如图所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,拉力F=6N。
(3)由表中的数据可知,斜面倾斜角越小,斜面越省力,斜面的机械效率越低。
(4)根据物理的控制变量法可知,探究斜面的机械效率与物重的关系,应保持斜面倾斜角、斜面的光滑程度不变,只改变物重。
(5)假设斜面光滑,由功的原理得,沿斜面将物体拉上的力为
木块与斜面间的滑动摩擦力f为
【分析】(1)弹簧测力计使用前要调零;为了使拉力等于摩擦力,物体应做匀速直线运动;
(2)看清弹簧测力计的分度值,根据对应刻度读数;
(3)斜面倾斜角越小,斜面越省力,斜面的机械效率越低;
(4)根据物理的控制变量法可知,探究斜面的机械效率与物重的关系,应保持斜面倾斜角、斜面的光滑程度不变;
(5)根据公式及,求出滑动摩擦力大小。
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人教版物理八年级下第十二章12.3细化知识点同步练习———斜面的机械效率(2)
一、单选题
1.(2022八下·泰安期末)如图,斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N,则下列说法正确的是(忽略绳子的重力)( )
A.拉力所做的功是300J B.拉力的功率是50W
C.斜面的机械效率是80% D.斜面上的摩擦力是50N
2.(2022八下·乐亭期末)如图,在斜面上将一个重6N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为2N,斜面长4m,高1m。下列说法正确的是( )
A.运动过程中重物受到三个力的作用
B.运动过程中,拉力做的总功为6J
C.重物受到的摩擦力为0.5N
D.斜面的机械效率为85%
3.(2022八下·青县期末)在探究“斜面的机械效率”的实验中,以下说法正确的是( )
A.用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块时拉力和摩擦力是一对平衡力
B.斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C.斜面的粗糙程度对机械效率没有影响
D.斜面的倾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
二、双选题
4.(2021八下·偃师期末)如图所示,甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面,长度分别为4 m、5m,高度相同,两个工人分别沿斜面向上的拉力F甲、Fz把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端,且速度大小相等,此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为W甲、W乙,功率分别为 P甲、P乙,机械效率分别为 η甲、η乙,下列说法正确的是( )
A.F甲:F乙=5:4 B.W甲: W乙=5:4
C.P甲:P乙=4:5 D.η甲:η乙=1:1
三、多选题
5.(2022八下·绥滨期末)如图所示,斜面长s为1.2m、高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则( )
A.斜面的机械效率为80%
B.拉力做的总功为4.8J
C.提升物体所做的有用功为4.8J
D.物体由斜面底端运动到顶端用时1s
6.(2022八下·永年期末)如图所示,物体沿斜面匀速上升,其重力为4.5N,沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长为1.2m,高为0.3m。下列说法正确的是( )
A.物体的机械能增大
B.拉力与摩擦力是一对平衡力
C.斜面的效率为62.5%
D.物体与斜面间的摩擦力为0.675N
7.(2022八下·浚县期末)如图所示,固定的斜面长为l,高为h,沿斜面向上用拉力F把一个重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法正确的是( )
A.物体匀速上升时动能不变,重力势能变大
B.物体匀速上升时动能变大,重力势能减小
C.斜面的机械效率为
D.拉力对物体做的有用功为Fh
四、填空题
8.(2022八下·琼海期末)斜面是一种简单机械,它在生活中的应用非常广泛。如图所示,工人师傅将一箱重为1200N的货物从4.5m长的固定斜面,匀速拉到高为1.5m的货车上,所用拉力F=500N,则工人师傅做的有用功是 J,斜面的机械效率是 。
9.(2022八下·蚌埠期末)如图所示,小明用沿斜面向上的力F,把一个重为G的木箱沿斜面匀速拉到斜面顶端,斜面长为s,高为h,此过程中木箱受到的摩擦力为 (用字母表示)。
10.(2022八下·烟台期末)为规范停车秩序,芝罘区交警支队对违停车辆拖移(如图甲所示),工作原理图如图乙所示,当钢绳对车辆施加沿斜面的拉力F为5×103N时,在100s内可将小车A沿斜面底端匀速拉至斜面顶端,已知小车A的质量为1.5t,斜面高为1m,斜面长为5m(不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦,g取10N/kg)。在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中,拉力所做的有用功为 ;整个装置的机械效率为 ;小车A与斜面间的摩擦力为 。
11.(2022八下·禅城期末)如图,利用甲、乙两个斜面,分别用F1、F2的力把相同的物体从斜面底部匀速拉至斜面顶端,所用时间t相同。相关数据如下表所示,则:
两个力所做的有用功 (选填“相同”或“不同”)力 的功率较大;(选填“F1”或“F2”,后同),力 做功的机械效率较高。
物体重力G/N F1/N F2/N
10 4 6
所用时间t/s 甲斜面长s1/cm 乙斜面长s2/cm
3 60 30
五、实验探究题
12.(2022八下·永吉期末)如图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表:
次数 倾角 G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η/%
1 45° 1 0.7 0.9 1 0.7 0.9 77.8
2 30° 1 0.5 0.7 1 0.5 0.7 71.4
3 30° 2 0.5 1.4 1 1 1.4
(1)表格中缺少一个数据,请补充完整: (保留一位小数);
(2)对比实验1、2的数据得出结论:斜面倾角越小越省力,其机械效率越 ;
(3)通过对比实验 的数据(选填实验次数),得出的结论是:对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力 (选填“有关”或“无关”)。
13.(2022八下·涿州期末)某实验小组的同学们在探究“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。
实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η
1 1 0.2 5 2.5 40.0%
2 1 0.4 5 3.4 58.8%
3 1 0.6 5 4.2 71.4%
4 1 0.6 5 5.0
(1)分析表中实验1、2、3的数据可得出:斜面倾斜程度越小越 力(选填“省”或“费”);
(2)该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上毛巾,目的是: ,保持斜面高和长与第三次实验相同,他们测得这种情况下斜面的机械效率为 ;
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出:斜面的机械效率与 和 有关;
(4)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”);
(5)实验结束后,小明猜想斜面的机械效率与物体的重力有关。根据你学的知识,分析、判断小明的猜想是 (选填“正确”、“错误”)。
14.(2022八下·番禺期末)在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验中,实验小组用如图甲所示的装置。在其它条件一定时,获取了表格中的实验数据。
实验次数 斜面倾斜程度 斜面的物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率
] 较缓 10 0.1 5.5 0.5 36.4%
2 较陡 10 0.2 7.0 0.5 ①
3 最陡 10 0.3 8.5 0.5 70.6%
(1)实验时,沿斜面缓慢拉动弹簧测力计,尽量使木块 运动;
(2)通过比较表格中 和 两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械;在第1次实验时,如果忽略斜面的擦,则拉力F沿着斜面拉木块移动s距离所做的功,等于直接用手把重为G的木块提升h高度所做的功,这样算出的拉力F大小为 N。对比表格中的拉力,发现实际拉力大于计算值,是因为使用机械, ;
(3)在第2次实验时表格中①的数据为 ;依据完整的数据可得出结论:在其它条件一定时,斜面 ,机械效率越高;
(4)请你结合所学物理知识,解决斜面的有关物理问题。图乙中木块分别沿斜面1、2滑到底端,木块到达斜面1、2底端时的速度分别为的v1、v2,若斜面粗糙程度相同,则v1 v2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
六、计算题
15.(2022八下·成安期末)为了发展文化旅游事业,常州市正在兴建方特文化主题园。园区建设中需把重1200N的木箱A搬到高h=2m,长L=10m的斜面顶端。如图所示,工人站在斜面顶端,沿斜面向上用时50s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端,已知拉力F的功率为80W。求:
(1)拉力F的大小;
(2)该斜面的机械效率是多少;
(3)木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。
16.(2022八下·麻章期末)小庆用斜面把重物搬运到汽车上,汽车厢底板高度为1米,斜面长度为2米,现用力F沿着斜面把G=1800N的物体匀速拉到车上。若实际拉力为F=1200N,求:
(1)工人师傅做的有用功;
(2)工人师傅做的总功;
(3)此斜面的机械效率;
(4)重物在斜面上受到摩擦力。
七、综合题
17.(2022八下·芜湖期末)如图所示,斜面高为h,长为s,用沿斜面向上的推力F,将重为G的木箱由粗糙斜面底端匀速缓慢推到顶端。
(1)画出物体所受各力的示意图;
(2)试推证:。
18.(2022八下·金平期末)小谢同学用如图所示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角度之间的关系。他首先测出木块重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块,调节斜面倾斜角度的大小多次测量,得到下表所示的数据:
斜面倾斜角度θ 木块重G/N 斜面高h/m 斜面长F/N 拉力F/N 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
15° 10 0.1 0.4 3.6
30° 10 0.2 0.4
(1)实验前,小谢应先准备好器材,把弹簧测力计 ;实验中,小谢测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做 运动,才能够准确读出拉力的大小;
(2)当斜面倾斜角为30°时,弹簧测力计的示数如图所示,则此时拉力F= N;
(3)分析表中的数据,可以得出的探究结论是:其他因素不变的情况下,斜面倾斜角度越 (选填“大”或“小”),斜面越省力,斜面的机械效率越 (选填“高”或“低”);
(4)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,只改变物重;
(5)实验完成后,小明没有进行其他操作,根据表中数据计算出,当斜面倾斜角为30°时,木块与斜面间的滑动摩擦力f = N。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A.拉力所做的功W总=Fs=150N×3m=450J
A不符合题意;
B.拉力的功率P===75W
B不符合题意;
C.有用功W有用=Gh=500N×0.6m=300J
斜面的机械效率η=×100%=×100%≈66.7%
C不符合题意;
D.额外功W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J
由W额=fs可得,物体在斜面上受到的摩擦力f===50N
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据W总=Fs,求出总功;根据,求出功率;根据W有用=Gh及,求出机械效率;根据W额=W总﹣W有用及W额=fs,求出摩擦力。
2.【答案】C
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A.将物体匀速拉到高处的过程中,物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力共4个力的作用,A不符合题意;
B.运动过程中,拉力做的总功为
B不符合题意;
C.运动过程中,拉力做的有用功
克服重物受到的摩擦力做的额外功为
由可得,物体受到的摩擦力为
C符合题意;
D.斜面的机械效率为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】斜面上,物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力;根据W=Fs,求出总功;根据、及,可求出摩擦力;根据,可求出机械效率。
3.【答案】B
【知识点】平衡力的辨别;斜面的机械效率
【解析】【解答】A.木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用,由于重力使物体有下滑的趋势,所以,要使物体匀速上升,拉力应大于摩擦力,拉力和摩擦力不是一对平衡力,A不符合题意;
B.其他条件一定时,斜面倾斜程度越大,机械效率越高,B符合题意;
C.在斜面倾斜程度一定时,斜面粗糙程度越大,克服摩擦做的额外功越多,机械效率越低,C不符合题意;
D.斜面的倾斜程度越小,越省力,沿斜面所用的拉力越小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】斜面上的物体匀速直线运动时,由于不是二力平衡,拉力不等于摩擦力;斜面的机械效率和斜面的倾斜程度有关;斜面的倾斜程度越大,拉力越大。
4.【答案】A,D
【知识点】功率计算公式的应用;斜面的机械效率;功的计算及应用
【解析】【解答】ABC.两个斜面是光滑的,则拉力所做的总功等于通过斜面所做的有用功,所以F甲s甲=Gh,F乙s乙=Gh
即F甲s甲= F乙s乙
所以W甲=W乙
而s甲=4m,s乙=5m
那么F甲:F乙=s乙:s甲=5:4
工件在两个斜面上运动的速度相等,据P=Fv知P甲:P乙=F甲:F乙=5:4
A符合题意,BC不符合题意;
D.因为斜面是光滑的,不用做额外功,那么两个斜面的机械效率都为100%,所以η甲:η乙=1:1
D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】使用光滑的斜面时没有额外功。由功的原理可知从而可以判断出两次做的功的大小关系和机械效率关系。再利用W=Fs比较拉力关系。再由P=Fv比较功率关系。
5.【答案】A,C
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】ABC.拉力做的总功为
提升物体所做的有用功为
机械效率为
由上述可知,AC符合题意,B不符合题意;
D.由可知,物体运动速度为
物体由斜面底端运动到顶端所用时间为
D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据力和距离的乘积计算做功多少;根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;有用功和总功的比值, 计算机械效率;功率和力的比值,计算速度;根据路程和速度的比值, 计算时间。
6.【答案】A,C,D
【知识点】机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A.物体沿斜面匀速上升,速度不变,动能不变,高度变高,重力势能变大,故机械能变大,A符合题意;
B.由于在斜面上,对物体进行受力分析,物体受到了竖直向下的重力,和斜面对其垂直于斜面向上的支持力,以及拉力和摩擦力这四个力,物体匀速直线运动,说明物体处于平衡状态,而支持力和重力不是平衡力,那么这两个力的合力与摩擦力和拉力是平衡力,故摩擦力与拉力不是平衡力,B不符合题意;
C.斜面的效率为
C符合题意;
D.物体与斜面间的摩擦力为
那么摩擦力为
D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;拉力和距离的乘积计算总功,有用功和总功的比值,计算机械效率;总功和有用功的差计算额外功,结合距离计算摩擦力。
7.【答案】A,C
【知识点】机械效率的计算;斜面的机械效率
【解析】【解答】AB.物体匀速上升时,质量不变,速度不变,则其动能也不变;物体上升时,物体自身所处位置的高度增大,重力势能变大,B不符合题意,A符合题意;
C.由题意可知,该斜面的有用功为Gh,总功为Fl,根据可知,斜面的机械效率
C符合题意;
D.由题意可知,物体在重力方向上移动的距离为h,则拉力对物体做的有用功为Gh,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】质量一定时,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大;根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;拉力和距离的乘积计算总功,有用功和总功的比值, 计算机械效率。
8.【答案】1800;80%
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】工人做的有用功W有=Gh=1200N×1.5m=1800J
工人所做的总功W总=Fs=500N×4.5m=2250J
该斜面的机械效率
【分析】根据W有=Gh,求出工人做的有用功;根据W总=Fs及,求出斜面的机械效率。
9.【答案】
【知识点】摩擦力的大小;有用功和额外功
【解析】【解答】有用功W有=Gh
拉力做的总功W总=Fs
额外功W额=W总-W有=Fs-Gh
摩擦力的大小
【分析】根据,确定摩擦力表达式。
10.【答案】1.5×104J;60%;2×103N
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】拉力所做的有用功W有=Gh=mgh=1.5×103kg×10N/kg×1m=1.5×104J
总功W总=Fs=5×103N×5m=2.5×104J
机械效率
额外功W额=W总-W有=2.5×104J-1.5×104J=104J
小车A与斜面间的摩擦力
【分析】根据W有=Gh=mgh,求出有用功;根据W总=Fs及,求出机械效率;根据W额=W总-W有及W额=fs,求出摩擦力。
11.【答案】相同;F1;F2
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】两个力将相同的物体沿斜面拉上相同的高度,据W=Gh知,两个力所做的有用功相同。
由表格数据知,两个力所做的总功分别为W1=F1s1=4N×0.6m=2.4J
W2=F2s2=6N×0.3m=1.8J
即W1>W2
将物体拉上斜面所用时间相同,据 知,两个功率的关系P1>P2
所以力F1的功率较大。
据知,有用功相同,W1>W2时有
所以力F2做功的机械效率较高。
【分析】根据W=Gh可求出有用功;根据,可求出功率;根据,可判断机械效率高低。
12.【答案】(1)71.4
(2)小
(3)2、3;无关
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)由表中第3次数据可知,斜面的机械效率为
(2)由实验1、2的数据可知,第2次斜面倾角较小,拉力较小,机械效率较小,可以得到斜面倾角越小越省力,其机械效率越小。
(3)由2、3实验数据可知,斜面的倾角相同,物体的重力大小不同,斜面的机械效率相同,可以得到对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力无关。
【分析】根据,求出斜面的机械效率;
(2)斜面倾角越小越省力,其机械效率越小;
(3)对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力无关。
13.【答案】(1)省
(2)使斜面变粗糙增大阻力;60.0%
(3)斜面倾斜程度;斜面粗糙程度
(4)大于
(5)错误
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)分析表中实验1、2、3的数据可知,斜面长度一定,斜面高度越小,斜面越平缓,倾斜程度越小,所用拉力越小越省力。
(2)斜面上铺毛巾,斜面变得更粗糙,让物体沿斜面向上拉时阻力增大,是为了研究斜面的机械效率与斜面的粗糙程度的关系。
这种情况下斜面的机械效率
(3)分析表中实验1、2、3的数据可知,斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关;分析表中实验3、4的实验数据可知,斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关。综合可得: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。
(4)实验过程中,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,拉力F要同时克服摩擦力f 和物体的一部分重力,所以F>f。
(5)在斜面的倾斜程度一定时(小于90°),物体对斜面的压力与物体的重力成正比,即F压=nG;当斜面的粗糙程度一定时,物体在斜面上受到的滑动摩擦力与压力成正比,即f=kF压。则f=kF压=knG
斜面的机械效率
由上式可知,斜面的机械效率与物体的重力无关。
【分析】(1)斜面长度一定,斜面高度越小,斜面越平缓,倾斜程度越小,所用拉力越小越省力;
(2)斜面上铺毛巾,斜面变得更粗糙,是为了研究斜面的机械效率与斜面的粗糙程度的关系;根据求出机械效率;
(3)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;
(4)拉力同时克服重力和摩擦力,拉力大于摩擦力;
(5)根据,斜面的机械效率与物体的重力无关。
14.【答案】(1)匀速直线
(2)斜面的物重;拉力;2;省力不省功
(3)57.1%;越陡
(4)大于
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)拉动木块尽量使其做匀速直线运动,这样物体处于平衡状态,弹簧测力计读数才稳定。
(2)斜面的作用是使重物上升一定的高度,所以要判断斜面是否是一种省力的简单机械,需要比较表格中斜面的物重和拉力这两组数据。
直接用手把重为G的木块提升h高度所做的功W=Gh=10N×0.1m=1J
因为忽略斜面摩擦,所以拉力
拉力大于计算值,是因为拉力要克服摩擦力做功,使用机械省力不省功。
(3)有用功W有=G′h′=10N×0.2m=2J
总功W总=Fs=7N×0.5m=3.5J
则机械效率
每次实验木块的重力一定,从实验表格可以看出,随着斜面倾斜程度变大,斜面的机械效率在变大。
(4)从表格数据可知,斜面倾斜程度越大,所需拉力越大,即物体运动时的阻力越大,所以在斜面粗糙程度相同时,v1大于v2。
【分析】(1)拉动木块尽量使其做匀速直线运动,这样物体处于平衡状态,弹簧测力计读数才稳定;
(2)要判断斜面是否是一种省力的简单机械,需要比较表格中斜面的物重和拉力这两组数据;根据W=Gh及拉力要克服摩擦力做功,使用机械省力不省功;
(3)根据计算机械效率;随着斜面倾斜程度变大,斜面的机械效率在变大;
(4)斜面倾斜程度越大,所需拉力越大,即物体运动时的阻力越大,所以在斜面粗糙程度相同时,v1大于v2。
15.【答案】(1)解:由得,拉力所做的功
由得,拉力F的大小是
答:拉力F的大小是
(2)解:克服物重做功
斜面的机械效率
答:斜面的机械效率是;
(3)解:木箱A在斜面上匀速运动时克服摩擦做功
由得,木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力
答:木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是。
【知识点】机械效率的计算;斜面的机械效率;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据功率和时间的乘积,计算总功大小;功和距离的比值, 计算力的大小;
(2)物体的重力和高度的乘积,计算有用功;有用功和总功的比值,计算机械效率;
(3)总功和有用功和差,计算额外功,功和距离的比值, 计算摩擦力。
16.【答案】(1)解:汽车厢底板高度为1米,G=1800N的物体,工人师傅做的有用功
答:工人师傅做的有用功1800J;
(2)解:斜面长度为2米,实际拉力为F=1200N,工人师傅做的总功
答:工人师傅做的总功2400J;
(3)解:斜面的机械效率
答:此斜面的机械效率75%;
(4)解:工人师傅做的额外功
重物在斜面上受到摩擦力
答:重物在斜面上受到摩擦力300N。
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【分析】(1)根据公式W=Gh,可求出有用功;
(2)根据公式W=Fs,可求出总功;
(3)根据公式,可求出机械效率;
(4)根据公式,可求出摩擦力。
17.【答案】(1)解:物体由粗糙斜面底端匀速缓慢推到顶端时,受到的力有:重力G、斜面对物体的支持力F支、沿斜面向上的推力F、斜面对物体的摩擦力f,如下图所示:
(2)解:斜面系统的有用功为
拉力做的总功为
克服摩擦力做的额外功为
摩擦力的大小为
【知识点】斜面的机械效率;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)物体受到的重力竖直向下;物体受到的斜面上的拉力沿斜面向上;物体受到的摩擦力和相对运动方向相反;物体受到的支持力和支撑面垂直;
(2)根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;根据斜面上的拉力和斜面长计算总功;总功和有用功的差计算额外功;结合距离,计算斜面上的摩擦力。
18.【答案】(1)调零;匀速直线
(2)6
(3)小;低
(4)斜面倾斜角
(5)1
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】(1)实验前,要观察弹簧测力计指针是否指零,把弹簧测力计调零。
实验中,根据二力平衡,弹簧测力计应平行于斜面拉着木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数即为拉力的大小。
(2)如图所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,拉力F=6N。
(3)由表中的数据可知,斜面倾斜角越小,斜面越省力,斜面的机械效率越低。
(4)根据物理的控制变量法可知,探究斜面的机械效率与物重的关系,应保持斜面倾斜角、斜面的光滑程度不变,只改变物重。
(5)假设斜面光滑,由功的原理得,沿斜面将物体拉上的力为
木块与斜面间的滑动摩擦力f为
【分析】(1)弹簧测力计使用前要调零;为了使拉力等于摩擦力,物体应做匀速直线运动;
(2)看清弹簧测力计的分度值,根据对应刻度读数;
(3)斜面倾斜角越小,斜面越省力,斜面的机械效率越低;
(4)根据物理的控制变量法可知,探究斜面的机械效率与物重的关系,应保持斜面倾斜角、斜面的光滑程度不变;
(5)根据公式及,求出滑动摩擦力大小。
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