2026年中考物理三轮冲刺重难点提升练:斜面和机械效率
2026-06-02
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 其他简单机械,机械效率 |
| 使用场景 | 中考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 249 KB |
| 发布时间 | 2026-06-02 |
| 更新时间 | 2026-06-02 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58179942.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦斜面和机械效率,通过分层题型系统构建“概念辨析-定量计算-实验探究”方法体系,强化科学推理与模型建构
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|选择|10题|斜面省力原理(长度与力关系)、机械效率本质(额外功占比)|从斜面概念(如撬棒非斜面)到机械效率与功率/省力的区别,形成概念认知链|
|填空|6题|W有=Gh、W总=Fs、η=W有/W总、f=W额/s|结合具体场景(如螺旋千斤顶、盘山公路),实现公式应用与实际问题转化|
|实验|3题|控制变量法(探究η与倾斜度/粗糙程度关系)、数据处理(η计算)|通过实验设计与数据对比,建立“影响因素-数据-结论”的科学探究路径|
|解答|3题|综合计算(摩擦力、动滑轮重力、方案比较)|整合斜面与滑轮组知识,培养复杂问题的模型建构与推理能力|
内容正文:
2026年中考物理三轮冲刺重难点提升练:斜面和机械效率
一、选择题
1.下列不属于斜面的是( )
A.盘山公路 B.撬棒
C.螺旋千斤顶 D.高架桥的引桥
2.如图所示,为了把两件相同的货物搬运到平板货车上,工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面(AB<CD,且B、D等高),用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面AB的底端匀速推到顶端,另一件货物以同样的速度沿斜面CD推上顶端。下列说法正确的是( )
A.沿斜面AB推动更省力
B.沿斜面CD推动更省功
C.无论利用哪个斜面,工人克服货物重力做功一定相同
D.无论利用哪个斜面,工人克服货物重力做功的功率一定相同
3.关于机械效率,下列说法正确的是( )
A.机械效率越大,越省力
B.机械效率越大,做功越多
C.机械效率越大,功率越大
D.机械效率越大,额外功在总功中所占的比例越小
4.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C,已知AC>BC,施加的力分别为FA、FB,拉力做的功分别为WA、WB,拉力做功的功率分别为PA、PB,则下列判断中正确的是( )
A.FA<FB WA=WB PA<PB B.FA>FB WA>WB PA>PB
C.FA<FB WA<WB PA<PB D.FA<FB WA=WB PA>PB
5.利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮(质量不计),平板斜角a>β。对比四次搬运货物的过程,最省力的方式是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.如图所示,把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A,若沿斜面的拉力F1=F2,则斜面两边的机械效率ηB和ηC的大小关系是 ( )
A.ηB<ηC B.ηB=ηC C.ηB>ηC D.不能确定
7.如图,重力为6N的物体在4N拉力F的作用下,以0.2m/ s的速度沿斜面匀速上升。当物体升高0.6m时,物块恰好沿斜面前进1.2m的距离。忽略绳重和动滑轮自重,则( )
A.物体对斜面的压力为6N B.该装置的机械效率为75%
C.物体与斜面间的摩擦力为8N D.拉力F的功率为1.6W
8.小王搭了一块木板在平台上,用 F=400 N 的推力,将质量为 50 kg 的物体在 5 s 内匀速推上 1 m 高的平台,木板长 s=2 m(g 取 10 N/kg)。则下列说法正确的是( )
A.推力的功率为 80 W B.斜面的机械效率为 40%
C.推力做的总功为 1000 J D.斜面对物体的摩擦力为 150 N
9.如图所示,有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m,现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,则( )
A.物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能
B.拉物体的速度越快,斜面的机械效率越高
C.该斜面的机械效率是90%
D.斜面上物体受到的摩擦力为1N
10.如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中,物体受到斜面的摩擦力大小为f,则斜面的机械效率为( )
A. ×100% B. ×100%
C. ×100% D. ×100%
二、填空题
11.如图所示,为100N的物体从底端匀速推到斜面顶端,斜面的长为10m,高为3m,实际推力为50N,求斜面对物体的摩擦力为 N,斜面的机械效率为 。
12.如图所示,斜面高为2m,沿斜面向上大小为50N的拉力F,将重为120N的木箱由斜面底端以0.8m/s的速度匀速拉动,经过10s达到顶端,则拉力的功率是 W,该斜面的机械效率为 ,物体与斜面间的摩擦力是 N。
13.甲图盘山公路修得弯弯曲曲,利用了 的原理;乙图是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
14.长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火起飞,将载有翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员的“神舟十三号”飞船送入太空。11 月8日,经过约6.5小时的出舱活动,“神舟十三号”航天员乘组圆满完成机械臂悬挂装置的安装等全部既定任务。据了解,悬挂装置的下端通过6根螺丝拧紧固定到核心舱舱壁基座上,通过3根矩形电缆接插件与控制系统建立电数据连接。
(1)“神舟十三号”飞船属于 (选填“无人”或“载人”)航天器。
(2)悬挂装置中,螺丝上的螺纹(如图)是应用了 可以省力的原理。
15.小嘉同学利用如图装置把重物沿斜面匀速拉至顶端。已知拉力F恒定为10N,重物质量为2kg,斜面长度为5m,高度为1m。(不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦)
(1)该装置的机械效率为 。
(2)重物在斜面上受到的摩擦力为 。
16.如图所示,斜面长度为4m,高度为1.5m,用平行于斜面的拉力F=50N,将重为100N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端,拉力对物体做的有用功为 J,拉力做总功 J,物体受到的摩擦力 N。
三、实验探究题
17.斜面的机械效率跟哪些因素有关?小科进行了如下实验。
(1)实验中需要用到木块、垫块、粗糙与光滑的长木板各1块、弹簧测力计、砝码若干。为了完成实验,还需要的测量工具是 。
(2)小科在木块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。实验的部分数据如下表:
实验次序
接触面粗糙程度
物块重G/N
物块上升的高度h/m
沿斜面的拉力F/N
物块移动的距离L/m
斜面的机械效率η
1
较粗糙的木板
2.0
0.25
1.2
0.80
52%
2
较粗糙的木板
2.0
0.35
1.4
0.80
63%
3
较粗糙的木板
5.0
0.35
3.
0.80
63%
4
较光滑的木板
5.0
0.35
3.1
0.80
?
小科探究的是斜面的机械效率与 、接触面粗糙程度、物块重力的关系。
(3)在第四次实验中,斜面的机械效率为 (计算结果精确到1%)。
18.小科在搬运货物时发现,沿斜坡向上拉物体时,斜坡越陡( 倾斜程度大),所需拉力越大,那么斜面的机械效率是不是也越大呢?为了研究斜面的机械效率与哪些因素有关,小科设计了如下实验装置,并用同一块木板进行实验,数据记录如表格所示:
实验序号
物体重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
1
10
0.4
5.0
1
2
20
0.4
10.0
1
3
30
0.4
15.0
1
4
10
0.3
4.0
1
5
10
0.3
5.9
1
(1)如果要研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度是否有关,我们应选择实验 进行对比(填实验序号)。
(2)通过分析上表数据,斜面的机械效率和物体的重力是否有关 (填“是”或“否”)。
(3)请计算出第1次实验中物体所受的摩擦力为 N。
19.小金同学用如图所示的装置探究影响斜面机械效率的因素:
(1)在实验过程中,应拉着物体沿着斜面向上做 运动。
(2)若斜长为s,斜面高为h,拉力为F,物重为G,那么测得斜面的机械效率为 。(用题中字母表示)
(3)若斜面的倾斜程度、粗糙程度和物重都保持不变,只增加物体在斜面上运动的长度,则所测斜面的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
四、解答题
20.小科想把一个重400N的物体用比较省力的方法提升2m,并设计了以下两种方案。
【方案一】:如图甲,他用平行于斜面的推力P=240N,将物体从斜面底端匀速推到顶端,已知斜面高2m、长4m。
【方案二】:他利用如图乙所示滑轮组拉动绳子将同一重物匀速提高2m,滑轮组的机械效率为80%(不计绳重和摩擦)。请分析计算:
(1)方案一中物体受到的摩擦力。
(2)方案二中动滑轮的重力。
(3)小科利用上述哪种方案提升重物更省力?(写出分析计算过程)
21.如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为105牛的物体匀速提起,在5秒内绳子自由端移动的距离为s=3米。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
(1)计算物体上升的速度。
(2)图乙中阴影部分的面积表示的量是 ,并列式计算出该量大小 。
(3)计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
22.如图所示,工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长L=3m,高h= 1.5m。
(1)若该过程中斜面的效率为60%,求此时物体受到的摩擦力;
(2)若斜面光滑没有摩擦,请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大,推力F的变化情况
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】分析各个选项中使用的简单机械即可。
【解答】盘山公路、螺旋千斤顶和高架桥的引桥,都是斜面或变形的斜面,而撬棒的本质是一根省力杠杆,故B符合题意,而A、C、D不合题意。
故选B。
2.【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;斜面及其工作特点
【解析】【分析】(1)斜面越长越省力;
(2)根据W总=W有+W额比较做功的大小;
(3)根据W有=Gh判断;
(4)根据P=Fv比较做功功率的大小。
【解答】A.根据图片可知,斜面CD更长,则斜面CD更省力,故A错误;
B.克服物体重力做的有用功相等,而在CD斜面上摩擦力更大,因此克服摩擦做的额外功更大。根据“W总=W有+W额”可知,在斜面AB上做的总功要小一些,故B错误;
C.根据W有=Gh可知,工人克服重力做功相等,故C正确;
D.推力FCD<FAB,而速度相同,根据P=Fv可知,工人克服重力做功的功率PCD<PAB,故D错误。
故选C。
3.【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【分析】使用机械时,有用功与总功的比值叫机械效率,机械效率的大小与功的多少和功率的大小没有直接关系;物体在单位时间完成的功叫功率。
【解答】A、机械效率是指有用功与总功的比值,其大小与机械的省力情况没有关系,故A错误;
B、机械效率是指有用功与总功的比值,其大小与机械做功的多少没有关系,故B错误;
C、机械效率是指有用功与总功的比值,功率表示了机械做功的快慢,二者没有直接的关系,故C错误;
D、总功等于有用功与额外功的总和,从可知,额外功在总功中所占的比例越小,机械效率越高,故D正确。
所以选:D。
4.【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;斜面及其工作特点
【解析】【分析】(1)斜面倾斜角度越大,越费力。
(2)斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功。
(3)根据比较做功时间的长短,再根据比较做功功率的大小
【解答】(1)斜面AB倾斜角度小于斜面AC,所以物体沿AB运动时拉力较小,即:FA<FB;
(2)两个斜面光滑,都没有摩擦力,即不克服斜面阻力做额外功。根据使用任何机械都不省功可知,拉力在两斜面上做功相同,即:WA=WB;
(3)从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同,
根据可知:在速度相同时,物体沿AC运动时用时较少,
则根据公式可知,拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大,即PA<PB。
故选A。
5.【答案】D
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】根据影响斜面省力因素的知识分析。
【解答】将同一物体提升到高处时,斜面的倾角越小越省力。因为a>β,所以F丙<F甲,F丁<F乙。
相同条件下,滚动摩擦比滑动摩擦小,则F乙<F甲,F丁<F丙;
那么F丁最小。
故选D。
6.【答案】C
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】根据公式分析判断。
【解答】根据图片可知,斜面的长度LAB<LAC,拉力F1=F2,
根据W总=Fs可知,总功W总1<W总2;
同一物体到达同一鞋面顶端,则G和h相等,
根据W有=Gh可知,有用功W有1=W有2;
根据可知,机械效率ηB>ηC。
故选C。
7.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据物体对斜面压力的产生原因判断;
(2)根据动滑轮的特点可知绳子自由端移动的距离s=2s物,由拉力和绳子自由端移动的距离利用W总=Fs计算出总功,由物体的重力和物体上升的高度利用W有用=Gh计算出有用功,再根据计算出装置的机械效率;
(3)由于忽略绳重和动滑轮自重,若再忽略轮与轴之间的摩擦,该装置的额外功为克服物体与斜面间的摩擦力所做的功,利用W额外=W总-W有用计算出额外功,再利用W额外=fs物计算摩擦力;
(4)绳子自由端的速度v=2v物,利用P=Fv求出拉力的功率。【解答】A.物体对斜面的压力小于物体的重力,故A错误;
B.由动滑轮的特点可知,绳子自由端移动的距离:s=2s物=2×1.2m=2.4m,
拉力做的总功:W总=Fs=4N×2.4m=9.6J,
该装置做的有用功:W有用=Gh=6N×0.6m=3.6J,
所以该装置的机械效率:,故B错误;
C.由于忽略绳重和动滑轮自重,若再忽略轮与轴之间的摩擦,该装置的额外功为克服物体与斜面间的摩擦力所做的功,所以W额外=W总-W有用=9.6J-3.6J=6J,
物体与斜面间的摩擦力,而题目条件没有忽略轮与轴之间的摩擦,因此物体与斜面的实际摩擦力比所求摩擦力5N要小,故C错误;
D.由动滑轮的特点可知,绳子自由端移动的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s,所以拉力F的功率P=Fv=4N×0.4m/s=1.6W,故D正确。
故选D。
8.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)(3)知道推力和斜面长,利用W=Fs求出推力做功,然后利用计算功率;
(2)知道货物重和斜面高。利用W=Gh求有用功,再利用效率公式 计算斜面的机械效率;
(4)根据W额=W总-W有用求出额外功,利用W额=fs求解摩擦力。
【解答】推力做的总功:W总=Fs=400N×2m=800J,
推力的功率,故A、C错误;
有用功为:W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×1m=500J;
斜面的机械效率为:,故B错误;
额外功:W额=W总-W有用=800J-500J=300J,
由W额=fs可得,摩擦力,故D正确。
故选D。
9.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用;动能和势能的大小变化;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据能量转化的过程判断;
(2)(3)根据公式分析;
(4)根据W额=W总-W有计算出克服阻力做的额外功,再根据计算出物体受到的摩擦力。
【解答】A.物体沿斜面匀速上升时,速度不变,则动能不变;高度增大,则重力势能增大,二者之间没有转化关系,故A错误;
B.根据可知,斜面机械效率的大小与有用功和总功的大小有关,与物体运动的速度无关,故B错误;
C.有用功W有=Gh=16N×0.3m=4.8J,总功W总=Fs=5N×1.2m=6J,则斜面的机械效率:,故C错误;
D.克服阻力做的额外功W额=W总-W有=6J-4.8J=1.2J,则受到的摩擦力:,故D正确。
故选D。
10.【答案】A
【知识点】机械效率的计算;斜面及其工作特点
【解析】【分析】使用斜面提升物体时,克服物体重力做有用功,克服斜面摩擦力做额外功,拉力做总功,根据公式计算斜面的机械效率。
【解答】克服物体重力做的有用功为:W有=Gh;
拉力做的总功为:W总=FL;
则斜面的机械效率:;
克服摩擦力做的额外功为:W额=fL;
根据W总=W有+W额得到:W总=Gh+fL;
则斜面的机械效率:。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
11.【答案】20;60%
【知识点】功的计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据W有=Gh计算有用功,根据W总=Fs计算总功,根据计算机械效率。
(2)根据W额=W总-W有计算额外功,根据计算摩擦力。
【解答】(1)斜面做的有用功W有=Gh=100N×3m=300J;
斜面做的总功W总=Fs=50N×10m=500J;
斜面的机械效率:;
(2)斜面做的额外功W额=W总-W有=500J-300j=200J;
斜面对物体的摩擦力:。
12.【答案】40;60%;20
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据P=Fv计算拉力的功率;
(2)根据W总=Pt计算出总功,根据W有=Gh计算有用功,根据计算斜面的机械效率;
(3)根据W额=W总-W有计算额外功,根据计算摩擦力。
【解答】(1)拉力的功率:P=Fv=50N×0.8m/s=40W;
(2)拉力做的总功:W总=Pt=40W×10s=400J;
拉力做的有用功:W有=Gh=120N×2m=240J;
斜面的机械效率:;
(3)斜面做的额外功:W额=W总-W有=400J-240J=160J;
斜面的长度:s=vt=0.8m/s×10s=8m;
物体受到斜面的摩擦力:。
13.【答案】斜面;粗
【知识点】杠杆的平衡条件;斜面及其工作特点
【解析】【分析】(1)斜面通过增大距离的方式省力,例如斧子、斜坡、螺丝钉和盘山公路等;
(2)对于轮轴来说,它是变形的杠杆。当阻力作用在轴上,而动力作用在轮上时,由于动力臂大于阻力臂,因此可以省力。
【解答】(1)甲图盘山公路修得弯弯曲曲,利用了斜面的原理;
(2)乙图是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景,螺丝刀相当于轮轴。手柄越粗,则动力臂越大,这样的螺丝刀用起来更省力。
14.【答案】(1)载人
(2)斜面
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】(1)根据题目的描述分析即可;
(2)斜面是通过增大距离来减小力的,例如:斧子、斜坡、盘山公路和螺丝钉。
【解答】(1)“神舟十三号”飞船里载有三位宇航员,则属于载人航天器。
(2)悬挂装置中,螺丝上的螺纹(如图)是应用了斜面可以省力的原理。
15.【答案】(1)40%
(2)6N
【知识点】机械效率的计算;斜面及其工作特点
【解析】【分析】
把重为G的物体提升h高度的过程中所做的功为:W=Gh,这是人们提升重物过程中必须要做的功,这部分功叫做有用功。在提升重物的过程中,由于存在摩擦力等,因此,必须机械的擦力做一定量的功,这部分功并非我们需要但又不得不额外做的功。利用机械时,人们不得不额外做的功叫做额外功。人的拉力F(动力)对机械所做的功,叫做总功。在实际使用机械做功时,总功等于有用功和额外功之和,即:W总= W有用+ W额外。
使用机械做功时,有用功在总功中所占的比例越大,说明利用机械工作的效率就越高,或者说机械工作时能量的利用率越高。物理上把有用功跟总功的比值叫做机械效率,。
【解答】
(1)有用功:,
总功:,
机械效率:。
(2)额外功:,
摩擦力:。
16.【答案】150;200;12.5
【知识点】功率计算公式的应用;斜面及其工作特点
【解析】【分析】(1)知道拉力的大小和斜面的长度,根据公式W=Fs可求拉力所做的总功;
(2)已知物体的重力和提升的高度,根据公式W=Gh可求拉力所做的有用功;
【解答】W有用=Gh=100Nx1.5m-150J
W总=Fs=50Nx4m=200J
W额=W总-W有用=200J-150J=50J
17.【答案】(1)刻度尺
(2)斜面倾斜程度
(3)71%
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】(1)根据实验过程确定测量的物理量,根据所测的物理量确定所需的器材。
(2)根据表格确定实验探究的机械效率的影响因素;
(3)根据公式W有=Gh计算出有用功,根据W总=Fs计算总功,根据计算斜面的机械效率。
【解答】(1)在探究斜面机械效率影响因素的实验中,还要测量物体上升的高度和斜面的长度,因此还需要测量工具为刻度尺。
(2)根据表格可知,当斜面的高度相同时,物块在斜面上移动的距离越大,则斜面的倾斜程度越小,则小科探究的是斜面的机械效率与斜面倾斜程度、接触面粗糙程度、物块重力的关系。
(3)在第四次实验中,斜面做的有用功:W有=Gh=5N×0.35m=1.75J;
斜面做的总功:W总=Fs=3.1N×0.8m=2.48J;
则斜面的机械效率:。
18.【答案】(1)1、4、5
(2)否
(3)1
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(2)根据实验1、2、3分析即可;
(3)根据W总=Fs计算总功,根据W有=Gh计算有用功,根据W额=W总-W有计算额外功,最后根据计算摩擦力。
【解答】(1)如果要研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度是否有关,那么要控制物体重力相等而改变斜面高度,故选实验1、4、5;
(2)根据分别计算出1、2、3中的机械效率,发现都等于80%,那么斜面的机械效率与物体的重力无关。
(3)第1次实验中总功W总=Fs=5N×1m=5J;
有用功W有=Gh=10N×0.4m=4J;
额外功W额=W总-W有=5J-4J=1J;
则物体受到的摩擦力:。
19.【答案】(1)匀速直线
(2)
(3)不变
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】(1)当物体沿着斜面做匀速直线运动时,它处于平衡状态,此时测力计的示数才是稳定不变的;
(2)根据公式分析计算;
(3)根据影响斜面机械效率的因素的知识解答。
【解答】(1)在实验过程中,应拉着物体沿着斜面向上做匀速直线运动。
(2)拉力做的有用功W有=Gh,拉力做的总功W总=Fs,斜面的机械效率:;
(3)斜面的机械效率只与斜面的倾角、粗糙程度有关,与其它因素无关,则:只增加物体在斜面上运动的长度,则所测斜面的机械效率将不变。
20.【答案】(1)W有用功=Gh=400N×2m=800J ;
W总功=FS=240N×4m=960J ;
W额外功=W总功-W有用功=960J-800J=160J=fS
f= W额外功/S=160J /4m=40N ;
(2)W有用功=Gh=400N×2m=800J ;
W总功=W有用功/η=800J/80%=1000J
W额外功=1000J-800J=200J=G动滑轮h
G 动滑轮=200J/2m =100N ;
(3)方案一更省力
因为方案一中F=240N;方案二中F=1/2(G物+G动)=(100N+400N)/2=250N
所以方案一更省力;
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算;滑轮组的设计与组装;斜面及其工作特点;机械效率的测量实验
【解析】【分析】机械效率是指机械在稳定运转时,机械的输出功(有用功量)与输入功(动力功量)的百分比。主要内容包括滑轮组,斜面效率,杠杆转动,常见效率,增大效率。动滑轮只改变力的大小,不改变力的方向;定滑轮不改变力的大小,但是可以改变力的方向。
我们把有用功和总功的比值叫做机械效率。用符号η表示,计算公式为η=W有/W总×100%。
21.【答案】(1)根据图甲可知,承担重力的绳子段数为n=3,
则物体上升的高度为:;
物体上升的速度为:。
(2)功;150焦
(3)该滑轮组的机械效率为:。
【知识点】速度公式及其应用;功的计算公式的应用;滑轮组及其工作特点;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)首先根据s=nh计算出物体上升的高度,再根据计算物体上升的速度;
(2)根据长方形的面积公式S=ab与功的计算式W=Fs分析即可;
(3)用滑轮组提升重物时,根据计算机械效率。
【解答】(1)根据图甲可知,承担重力的绳子段数为n=3,
则物体上升的高度为:;
物体上升的速度为:。
(2)根据乙图可知,阴影部分为长方形,根据S=ab可知,阴影部分的面积S=Fs。根据W=Fs可知,S=W,即阴影部分的面积表示功。该功的大小为:W=Fs=50N×3m=150J。
(3)该滑轮组的机械效率为:。
22.【答案】(1)解:W额外= –W有= -Gh= =600J
f= =200N
(2)解:在光滑表面时: FL=Gh
F=
当斜面高度不变,倾斜角度增加时,斜面高度增加,推力增大。
【知识点】功的计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据W有=Gh计算出有用功,根据计算出总功,再根据W额外=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功,最后根据 计算出物体受到的摩擦力。
(2)如果斜面光滑没有摩擦,那么不做额外功,即有用功和总功相等,据此列出等式,根据等式分析推力F与斜面倾角大小之间的变化关系。
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