1.【答案】D
【解析】解:由机械效率公式η=可知,要想提高机械效率应减小拉力的功,如果板长不变,则应使拉力减小,A、B、C三项中物体都是匀速运动的,故拉力都应是相等的,只有D项,在光滑的斜面上匀速拉动物体,没有了摩擦力,拉力变小,拉力的功减小,故机械效率增加。
故选:D。
解决本题需掌握:斜面机械效率等于=。
要想增大机械效率,就应当尽量减小阻力做功。
2.【答案】A
【解析】解:A、甲图中,物块从光滑斜面滑下,质量不变,高度下降,势能减小,速度加快,动能增大,重力势能转化为动能.因为斜面光滑,物块从斜面滑下时,不需要克服摩擦力做功,机械能守恒.故A正确;
B、乙图中,物块由斜面滑下时,因斜面粗糙,受到摩擦力的作用,内能增加,但对物块进行受力分析可知,物块共受到重力、摩擦力和斜面对它的支持力三个力的作用.故B错误;
C、乙图中,若物块匀速滑下,速度不变,质量不变,动能不变,高度下降,重力势能减小,所以机械能减小.故C错误;
D、在斜面粗糙程度相同时,斜面倾角越大,机械效率越高,若乙图中斜面倾角变小,斜面的机械效率变小.故D错误.
故选A.
(1)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能.
(2)通过对物体进行受力分析对B选项作出判断;
(3)在斜面粗糙程度相同时,斜面倾角越大,机械效率越高.
此题考查动能和势能的大小变化,机械能是否守恒的判断、斜面的机械效率等多个知识点,是一道综合性很强的题目,解答中需要特别注意的是两个斜面,一个光滑,一个粗糙.物理中说的“光滑”意味着没有摩擦力.
3.【答案】A
【解析】解:
A、在斜面高度与物体重力相同时,斜面的倾斜程度越大(即斜面越陡),斜面越短,就越费力,故A错误;
B、因为斜面的机械效率为η=,而木块匀速运动时,拉力F和物重G不变,h与s的比值也不变,所以斜面的机械效率η不变,故B正确;
C、匀速拉动木块的过程中,木块的质量不变,速度不变,所以动能不变,故C正确;
D、木块沿斜面上升时,木块是要克服摩擦力做额外功的,故D正确。
故选:A。
(1)根据克服摩擦力所做的额外功变化比较分析;
(2)根据斜面的机械效率公式η=进行分析;
(3)根据动能的影响因素是质量和速度进行分析;
(4)在匀速拉动物块的过程中,克服重力做的功是有用功,除此之外,还需克服摩擦力做额外功。
此题主要考查学生对平衡力的辨别、斜面的机械效率和机械能的决定因素各知识点的理解和掌握,此题难易程度适中,学生应熟练掌握。
4.【答案】A
【解析】解:
A、已知秒表每格1s,指针转动未超过一周,由图知,小车运动的时间t=5s,
小车运动的速度:v====0.4m/s,故A错误;
B、由图知,斜面高h=0.5m,
所以重力对小车所做的功:W有=Gh=1N×0.5m=0.5J,故B正确;
C、由题知,拉力F=0.3N,斜面长L=2m,
拉力所做的总功:W总=FL=0.3N×2m=0.6J,
所以拉力的功率:P===0.12W,故C正确;
D、斜面的机械效率:η=×100%=×100%≈83.3%,故D正确。
故选:A。
(1)由图可知,秒表每格1s,小车运动时间为5s,利用速度公式求小车运动速度;
(2)由W=Gh计算重力对小车所做的功;
(3)知道斜面长、拉力的大小,利用公式W=Fs计算拉力所做的总功;知道做功时间,利用公式P=计算拉力的功率;
(4)克服重力所做的功为有用功,利用公式W=Gh计算,再利用公式η=计算机械效率。
本题为机械效率的题目,要准确的找到有用功和总功,并可以利用公式进行计算,然后再由时间求出功率和机械效率。
5.【答案】D
【解析】AB、斜面光滑所以没有摩擦,即不做额外功,由功的原理可知:沿斜面所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功,即W有=W总=Gh.因为两斜面高相同,工件相同,所以W甲:=W乙=1:1;由机械效率,所以η甲:η乙=1:1.所以AB错误;
C、因为W有=W总,即Gh=Fs,,,所以F甲:F乙=4:3,故C错误;
D、由,沿两斜面拉物体速度大小相等,所以P甲:P乙=F甲:F乙=4:3,故D正确.
故选D.
6.【答案】A
【解析】解:
A.物块在斜面上匀速运动时,沿斜面向上受到拉力作用,沿斜面向下受到摩擦力和重力沿斜面的分力作用,所以拉力和摩擦力不是平衡力,故A错误;
B.由图可知,斜面的长度大于竖直方向的高度,故B正确;
C.斜面的机械效率η==,故C正确;
D.拉力对木块做的总功大于木块克服重力做的有用功,故D正确.
故选A.
(1)先对物体进行受力分析,再根据平衡力的条件进行分析;
(2)由图可知斜面的长度与竖直方向的高度关系;
(3)已知物重和斜面高度,可以得到有用功;已知拉力和斜面长度,可以得到总功;有用功与总功之比是机械效率;总功与有用功之差是额外功.
本题考查了斜面上物体的受力分析和斜面机械效率的计算,明确有用功和额外功、总功之间的关系是关键.
7.【答案】B
【解析】?解:
A、木块在斜面上匀速运动时,木块对斜面的压力小于它受到的重力,故A错误;
BCD、克服物体重力做的功是有用功,则:W有=Gh=5N×0.2m=1J,
拉力做的总功:W总=Fs=1.25N×1m=1.25J,
则克服物体与斜面间摩擦做的额外功:W额=W总-W有=1.25J-1J=0.25J,
由W额=fs可得,斜面对木块的摩擦力:f===0.25N,
斜面的机械效率:η=×100%=×100%=80%,
所以,B正确,CD错误。
故选:B。
(1)压力与重力是两种不同形式的力,只有物体在水平面上时,压力与重力的大小才相等;
(2)利用斜面提升物体时,克服物体重力做功是有用功,克服物体与斜面间摩擦做的功是额外功,拉力做的功是总功,由此分别计算出有用功和总功,从而计算出额外功,根据W=fs计算摩擦力,由η=计算机械效率。
本题考查了重力与压力的认识、斜面中有用功、额外功和总功、机械效率的认识和计算,掌握基础知识是关键。
8.【答案】小于;等于;小于;等于
【解析】解:
由图知,斜面AB的倾斜角度小于AC,所以物体沿AB运动时拉力较小,即F1小于F2;
斜面光滑,所以沿斜面拉物体时不做额外功,即拉力做功等于有用功,而物重和上升高度均相同,则有用功相同,所以拉力在两斜面上做功相同,即W1等于W2;
拉动物体的速度相同,F1小于F2,根据公式P==Fv可知,拉力做功的功率P1小于P2;
因为斜面光滑(不做额外功),有用功与总功相等,所以两斜面的机械效率都为100%,即η1等于η2。
故答案为:小于;等于;小于;等于。
斜面倾斜角度越大,越费力。斜面AB的倾斜角度小于斜面AC,所以斜面AB更省力,
斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功。
拉动物体的速度相同,F1小于F2,根据公式P==Fv,可判断拉力所做功的功率大小。
由有用功与总功的关系分析斜面的机械效率的大小关系。
本题考查斜面的省力情况,物体做功的大小、做功功率的大小以及机械效率的大小,关键是知道接触面光滑,摩擦力为0,使用任何机械都不省功。
9.【答案】225
?
66.7%
?
50
【解析】解:(1)该过程拉力F做的功:
W总=Fs=150N×1.5m=225J;
(2)有用功:
W有=Gh=500N×0.3m=150J,
该装置的机械效率:
η=×100%=×100%≈66.7%;
(3)额外功:
W额=W总-W有=225J-150J=75J,
由W额=fs可得,货物箱在斜面上受的摩擦力大小:
f===50N。
故答案为:225;66.7%;50。
(1)利用W=Fs计算该过程拉力F做的功;
(2)利用W有=Gh求出有用功,再利用η=计算该装置的机械效率;
(3)利用W额=W总-W有求出额外功,然后利用W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小。
此题考查功、机械效率和摩擦力大小的计算,关键是各种公式的,题目难度适中,适合学生训练,是一道好题。
10.【答案】解:(1)∵η==,
∴拉力F===200N;
(2)∵η==,
∴W有=ηW总=ηFs,
∵W总=W有用+W额
∴W额=W总-W有用=Fs-ηFs=(1-η)Fs=fs,
∴物体受到的摩擦力:f=F(1-η).
答:(1)拉力大小为200N;
(2)推导过程如上.
【解析】(1)根据η==求出拉力大小;
(2)根据η==求出有用功大小,再根据W总=W有用+W额求出克服摩擦力做的额外功的大小,根据W额=fs求出摩擦力大小.
11.【答案】解:
(1)将货物沿斜面推到车上的过程中,货物的运动速度:
v===0.15m/s;
(2)(3)货物从b点到d点作匀速运动,受到的推力和摩擦力是一对平衡力,则货物受到的摩擦力f=F=800N,如图所示:
;
(4)货物从b点到d点的运动过程中,这个过程中推力F=800N,推力做功W=Fs=800N×1.5m=1200J,
做功功率P===240W;
(5)利用斜面将货物匀速推到车上W有用=Gh=1000N×0.9m=900J,W总=Fs=800N×1.5m=1200J,
斜面的机械效率:
η==×100%=75%。
答:(1)将货物沿斜面推到车上的过程中,货物的运动速度为0.15m/s。
(2)如图所示;
(3)货物从b点到d点的运动过程中,受到的摩擦力的大小为800N;
(4)货物从b点到d点的运动过程中,推力做功的功率大小为240W;
(5)斜面的机械效率为75%。
【解析】(1)知道斜面长、所用时间,利用v=求将货物沿斜面推到车上的过程中货物的运动速度;
(2)(3)货物从b点到d点作匀速运动,受到的推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,根据力的示意图的画法作图;
(4)货物从b点到d点的运动过程中,知道推力、从b点到d点的距离,利用W=Fs求推力做功,利用P=求做功功率;
(5)利用W=Gh求斜面将货物匀速推到车上做的有用功,利用W=Fs求总功,再利用效率公式求斜面的机械效率。
本题为力学综合题,考查了速度公式、功的公式、功率公式、机械效率公式的应用、力的示意图的画法、二力平衡条件的应用,虽然知识点多、综合性强,但都属于基础,难度不大。
12.【答案】匀速直线;;;省力;斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越高
【解析】解:为了使弹簧测力计示数稳定,应沿斜面匀速拉动物体;
有用功,
总功:,
;
通过比较发现,实验1中力最小,实验3中力最大,而实验1中斜面最缓,实验3中斜面最陡,
故可得:在粗糙程度一定时,斜面倾斜程度较缓较省力;
由数据分析可知,三次实验中,斜面越陡,机械效率越高;
故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越高.
故答案为:匀速直线;;;省力;斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越高.
沿斜面拉动物体时,应使其做匀速运动;
根据算出有用功;由机械效率的计算式可求得机械效率;
通过分析表格可看出,实验1中所用的力最小,而实验1中斜面较缓;
通过比较三次实验可发现斜率与斜面倾斜程度的关系.
影响斜面机械效率的因素有:提升物体的重力、斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度,研究机械效率与其中某个因素的关系,采用控制变量法的思想.
13.【答案】匀速直线;拉力;小悦;倾斜程度越大或越陡;;不做功;等于;大于
【解析】解:
实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做匀速直线运动;
比较表中“物块重”和“拉力”两栏对应的数据,由实验数据可知,在同一次实验中,拉力总是小于重力的,由此可知斜面是一种省力的简单机械;
由表中实验数据可知,实验控制了斜面长度不变而高度不断变化,即斜面的倾斜程度不断变化,实验研究的是斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响,故是验证小悦的猜想;
由表中实验数据可知:在物体重力与斜面长度不变时,斜面倾斜程度越大或越陡,斜面的机械效率越高;
由表中第1组实验数据可知,
有用功:,
总功:,
则额外功:,
因为,
所以摩擦力。
木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑,斜面对木块的支持力垂直于斜面向上即支持力与移动的距离垂直,木块在支持力的方向上没有移动距离,故支持力不做功;
若斜面光滑,木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑时,重力势能全部转化为动能,同一木块在斜面1和2上的高度相同,重力势能相同,故到达斜面底端时动能相同,速度相同,即等于;
若斜面粗糙程度相同,斜面2的倾斜程度小,木块对斜面的压力大,滑动摩擦力大,且斜面2更长,则克服摩擦所做的额外功多,木块到达斜面2底端时动能小,速度小,即大于。
故答案为:匀速直线;拉力;小悦;倾斜程度越大或越陡;?;不做功;?等于;?大于。
应沿斜面匀速拉动木块,让木块做匀速直线运动;
分析表中实验数据,根据所控制的变量与实验现象分析答题;
分析表中实验数据,根据实验所控制的变量与实验数据,得出实验结论;
根据表中实验数据求出额外功,然后由功的计算公式求出摩擦力;
做功的条件:在力的方向上通过了距离;若斜面光滑机械能守恒判断、的关系,若斜面粗糙程度相同,摩擦力不同,分析、的大小。
本题考查了实验注意事项、实验数据分析、求摩擦力,应用控制变量法、认真分析实验数据、应用功的计算公式即可正确解题。
14.【答案】改变斜面的粗糙程度;
;;
斜面越粗糙,斜面的机械效率越小;
没有保证斜面的粗糙程度一定;
省力。
【解析】解:选用不同的接触面材料,目的是研究机械效率与接触面的粗糙程度的关系;
;
分析第1、2、3次实验数据,可以得出:当斜面倾角、斜面高、斜面长、物重等条件一定时,发现斜面越粗糙,斜面的机械效率越小;
第1、4、5次实验数据,目的是研究斜面倾斜程度与斜面的机械效率的关系,但是其中变量太多,没有控制变量;
分析第2次与第4次或第3次与第5次实验发现,斜面材料相同时,斜面倾角越小,越省力。
故答案为:
改变斜面的粗糙程度;
;;
斜面越粗糙,斜面的机械效率越小;
没有保证斜面的粗糙程度一定;
省力。
选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料,接触面的粗糙程度不同;
拉力做的功为总功,有用功与总功的比值为机械效率;
分析1、2、3知,斜面粗糙程度不同,斜面的机械效率不同;
要研究斜面倾斜程度与斜面的机械效率的关系,必须保证其它条件一样;
比较2与4或3与5可探究斜面省力的情况。
实验探究题考查内容细致,数据多,需要细心读题,考虑全面,回答准确。
15.【答案】匀速直线;
;摩擦力;
【解析】【分析】
本题考查探究斜面机械效率的实验,注意控制变量法的应用,会计算斜面的机械效率。
在实验过程中,应用弹簧测力计拉着物体沿斜面做匀速直线运动;
根据表格中的数据,计算出有用功、总功,根据求出机械效率;由实验分析可得初步结论:斜面倾斜程度相同时,摩擦力越小,机械效率越大;
根据数据计算出有用功、总功,再根据求出额外功,
求出摩擦力。
【解答】
为了保证弹簧测力计的示数稳定,就要让木块做匀速直线运动;
由表格数据可知:有用功为,
由图知弹簧测力计的分度值为,示数为,
总功为,
机械效率,
由实验分析可得初步结论:斜面倾斜程度相同时,摩擦力越小,机械效率越大;
额外功,
,
。
故答案为:匀速直线;;摩擦力;。
第2页,共2页
第1页,共1页探究斜面的机械效率
一、单选题
有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车,为了提高斜面的机械效率,下列做法中可取的是( )
A.
以较快的速度将木箱匀速拉上汽车
B.
以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车
C.
改由一个人将木箱拉匀速上汽车
D.
板长不变,改用光滑的斜面板,将木箱匀速拉上车
如图所示.图甲斜面光滑.图乙斜面粗糙,斜面上所放物块相同,则下列说法正确的是( )
A.
图甲中,物块从斜面滑下时,重力势能转化为动能,机械能守恒
B.
图乙中,物块由斜面滑下时,只受重力和摩擦力,其内能增加
C.
图乙中,若物块匀速滑下,其机械能守恒
D.
若图乙中斜面倾角变小,斜面的机械效率变大
物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率时,同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法,其中不正确的有( )
A.
斜面的倾斜程度越大,越省力
B.
斜面的机械效率与木块被拉动的距离无关
C.
匀速拉动木块的过程中,木块的动能不变
D.
匀速拉动时,木块是要克服摩擦力做额外功的
在如图所示的斜面装置中,重为1N的小车沿着斜面从底端匀速拉到顶端,秒表示数如图(秒表每格1s,指针转动未超过一周,不计车长),下列选项错误的是( )
A.
小车运动的速度为?4?
B.
重力对小车所做的功的大小是?
C.
拉力的功率是?
D.
斜面的机械效率达到了?
如图所示,甲、乙固定在水平地面上的两个光滑斜面长度分别为
3m
、
4m
,高度相同。两人分别用沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端,且速度大小相同,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,机械效率为η甲、η乙,下列说法正确的是
A.
::4
B.
::3
C.
::4
D.
::3
如图所示,用拉力F沿斜面匀速拉动一个重为G的木块,使其沿斜面移动距离S,竖直升高h,木块受到的摩擦力为f,下列分析中不正确的是( )
A.
B.
C.
机械效率
D.
拉力对木块做的功大于木块克服重力做的功
如图,用弹簧测力计将一个重为5N的木块从斜面底端匀速拉至顶端,测力计示数为1.25N.已知木块移动的距离为100cm,上升的高度为20cm,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
?
A.
木块对斜面的压力等于木块受到的重力
B.
该装置的机械效率为
C.
斜面对木块的摩擦力为
D.
克服摩擦所做的功是有用功
二、填空题(
如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度大小从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2,拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别别P1、P2,斜面AB、AC的机械效率分别为η1、η2,则力F1______F2,拉力做的功W1______W2,拉力做功的功率P1______P2,两斜面的机械效率η1______η2(均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
如图所示,斜面长s=1.5m,高h=0.3m。建筑工人将重G=500N的货物箱,用绳子从地面匀速拉到顶端时,沿斜面向上的拉力F=150N.忽略绳子重力。求:该过程拉力F做的功为______J,该装置的机械效效率______;货物箱在斜面上受的摩擦力大小______。
三、计算题
如图所示,用平行于斜面的力F,把重力G为900N的物体沿着长s为5m,高h为1m的斜面匀速拉到斜面顶端,在此过程中斜面的机械效率η为90%.
(1)求拉力F的大小为多少?
(2)若斜面的机械效率为η,用平行于斜面的力F将物体匀速拉到斜面顶端,这时物体受到的摩擦力大小为f.(η、F为已知)试推导:f=F(1-η).
图甲所示是工人搬运货物的情景,过程简化为图乙所示:先利用斜面将货物匀速推到车上,再将货物水平匀速推到d?点。这个过程中推力大小保持为800N,方向与运动方向保持一致,货物重为1000N,各段长度如图?乙所示,推上斜面用时10s,水平推动用时5s,g=10N/kg,求:
(1)将货物沿斜面推到车上的过程中,货物的运动速度。
(2)请在图丙方框内画出货物从b点到d点的运动过程中,在水平方向上的受力示意图(以点代替货物)。
(3)货物从b点到d点的运动过程中,受到的摩擦力的大小。
(4)货物从b点到d点的运动过程中,推力做功的功率大小。
(5)斜面的机械效率。
小明利用斜面搬运物体的过程中,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,他通过在斜面上拉动物体进行了探究如图所示,测得的实验数据如表中所示:
实验次数
斜面的
倾斜程度
物体重
物体上升高度
沿斜面拉力
物体移动距离
有用功
总功
机械效率
1
较缓
2
较陡
3
最陡
沿斜面拉动物体时,应使其做______运动.
根据表中的数据可求出第次实验中拉力所做的有用功为______J,机械效率是______.
通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越缓,越______.
通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其它条件不变的情况下,______.
如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置。小名猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关。表格是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。
实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做______运动。
通过比较表格中“物块重”和“______”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械。
实验
次数
斜面的倾
斜程度
物块重
力
斜面高
度
拉力
斜面长
度
机械效
率
1
较缓
10
1
2
较陡
10
1
3
最陡
10
1
表格实验数据验证了______小名小悦的猜想,结论是:在其它条件一定时,斜面______,机械效率越高。
第一次实验中,物块所受斜面的摩擦力为______N。
请你进一步分析了实验数据,并结合所学物理知识,解决下列关于斜面的物理问题。图乙中斜面1的长度小于斜面2的长度,木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑,该过程中斜面对木块的支持力______做功不做功。木块到达斜面1、2底端时的速度分别为、,若斜面光滑,则______大于小于等于;若斜面粗糙程度相同,则______大于小于等于。
小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后,联想斜面也是一种机械,那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢?小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。于是他们将一块长木板的一端垫高,构成长度一定、高度可调的斜面,用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动,如图所示。下表是他们实验记录得有关数据。
实验
次数
斜面
倾角
斜面
材料
物重
斜面高
度
沿斜面
拉力
斜面长
有用功
总功
机械效率
1
玻璃
7
1
2
木板
7
1
3
毛巾
7
1
4
木板
7
1
5
毛巾
7
1
在第1、2、3次实验中,选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料,是为了_________________________。
在第2次实验中,拉力做的总功是______J,斜面的机械效率是______。
分析第1、2、3次实验数据,可以得出:当其他条件一定时,____________________。
若通过分析第1、4、5次实验数据,得出斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越大。你认为存在的问题是:__________________。
实验中还发现,斜面材料相同时,斜面倾角越小,越__________选填“省力”或“费力”。
用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下表.
沿斜面拉动物体时,应使其做___运动.
根据图中测力计示数,可知第2次实验的机械效率为_______由实验可得初步结论:斜面倾斜程度相同时,_____________________越小,机械效率越大.
第1次实验中,木块所受摩擦力为_____________________N.
第2页,共2页
第1页,共1页(共16张PPT)
斜面简单机械的综合计算
斜面
如图所示的斜面模型,也是一种常用的简单机械。当斜面光滑时,斜面的坡度越平坦越省力,但路程
越长。
若不考虑摩擦阻力的影响,则拉力所做的功等于克服重力所做的功,(功的原理)即有如下关系:Fs=Gh;
若考虑摩擦阻力f,则拉力所做的功等于克服重力和摩擦阻力所做的总功,即存在如下关系:
Fs=Gh+fs。
null
理解机械效率的定义及表达式η=W有效/W总(b)
1.有用功和总功的比值叫做机械效率,用符号η表示。
斜面的机械效率
Gh
Fs-Gh
斜面的机械效率
3.
斜面:
null
影响斜面机械效率大小的因素
(1)斜面的倾斜程度。
(2)斜面的粗糙程度。
典例4
如图是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度
相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如表:
实验次数
斜面的倾斜程度
物块重量G(N)
斜面高度h(m)
沿斜面拉力F(N)
斜面长s(m)
机械效率
1
较缓
10
0.1
5.0
1
2
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.5
8.4
1
60%
(1)小明探究的是斜面的机械效率跟__________________的关系。在第1次实验中,斜面的机械效率为________。
(2)分析表格中数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越______。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系,应保持___________
________不变。
斜面的倾斜程度
20%
高
斜面的倾
斜程度
2.
[2019·杭州校级模拟]工人用3m长的斜面,把1200N的重物匀速提高1m。假设斜面很光滑,则需要施加的推力为_______N。若实际用力为500N,则斜面的机械效率为______%,推重物时,重物受到的摩擦力为_______N。
图2
400
80
100
4.[2020·杭州校级模拟]如图所示,沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是F=50N,斜面长3m、高1m,则其机械效率是______%,物体所受摩擦力是______N。(g取10N/kg)
80
10
斜面
15.
如图所示,斜面长s=1.5m,高h=0.3m。建筑工人将重G=500N的货物箱,用绳子从地面匀速拉到顶端时,沿斜面向上的拉力F=150N。忽略绳子重力。求:
(1)该过程拉力F做的功;
(2)该装置的机械效率;
(3)货物箱在斜面上受的摩擦力大小。
null
null
解析
斜面
16.
如图所示,物体在沿斜面向上拉力的作用下,从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端,已知物体所受重力为G,斜面的机械效率为75%,若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示,则( )
A.F=1/6G
f=2/3G
B.F=2/3G
f=1/6G
C.F=2/3G
f=3/8G
D.F=1/2G
f=2/3G
null
B
题型五:斜面
null
类型二 综合题
典例2
[2019·杭州校级模拟]利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m,高是2m。不计绳和滑轮的重力,不计绳和滑轮之间的摩擦,则该装置的机械效率为40%。求:
(1)此过程中所做的有用功为多少焦?
(2)拉力F的大小为多少?
(3)物体所受的摩擦力为多少?