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《斜面及斜面的机械效率》考点+训练

斜面及斜面的机械效率是初中物理力学中重要知识，也是中考中常考实验之一。通过斜面及斜面的机械效率考查，能很好考查学生的对机械效率知识的掌握情况，加深对机械效率的理解。

1、斜面的定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
2、斜面特点：斜面是一种省力的简单机械。

用斜面把重力为G的物体推到高处时,如果不计摩擦力,已知斜面长为L,高为h，倾角为α，推力F所做的功WF=FL，不用斜面而由人直接将该重物提到同一高度时克服重力所做的功WG=Gh，根据机械功的原理（使用任何机械都不省功），得FL=Gh,所以F=Gh/L=Gsinα，由于L>h，所以可以省力。
3、斜面的机械效率的计算：
斜面装置

有用功 不用机械直接将重物提到h时克服重力所做的功 W有用=Gh
总功 拉力所做的功 W总=FL或W总=Gh+fL
额外功 克服摩擦力做的功 W额外=W总-W有用或W额外=fL
机械效率 用用功与总功的比值 或

4、实验：探究影响斜面的机械效率的因素：
（1）实验器材：斜面、重力不同长方体物块、弹簧测力计、刻度尺、毛巾、棉布
（2）实验原理：
（3）实验方法：控制变量法
a.探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系时，控制物体重力、与斜面接触面积、斜面长L不变，改变的是斜面的高度h从而改变斜面倾斜程度；
b. 探究斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小的关系时，控制木块的重量G不变，斜面长L不变，斜面的高度h不变，改变的是物体斜面接触面积使（用同一个长方体物块，使它的不同面与题意个斜面接触）
c．探究斜面的机械效率与它的粗糙程度的关系时，控制木块的重量G不变，斜面长L不变，斜面的高度h不变，改变的是斜面的粗糙程度（使用同一个长方体物块的同一个面，使它分别在倾角相同的木板、铺由毛巾、棉布的斜面上运动）；
d. 探究斜面的机械效率与物体的重力的关系时，控制斜面粗糙程度相同、接触面积相同，斜面长L不变，斜面的高度h不变，改变物体重力G。
（4）注意事项：
a.拉动物体时，应使物体匀速直线运动，但此时测力计的拉力并不等于摩擦力，而是大于摩擦力；
b. 测拉力时，要在物体匀速运动时读数；
c. 物体沿斜面上升时，额外功主要来自克服摩擦做功，所以 。
（5）结论：
a. 在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；
b. 斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关；
c. 在其他条件一定时，斜面表面粗糙程度越大，机械效率越低；
d. 斜面的机械效率与物体重力无关。
（6）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小，机械效率越高。所以提高斜面机械效率的方法是增大斜面的倾斜程度、减小斜面表面粗糙程度。
5、影响斜面拉力大小的因素：物体重力G、斜面的倾角、斜面的粗糙程度。
（1）物体重力G、斜面的倾角相同时，斜面越光滑越省力；
（2）斜面的倾角、斜面的粗糙程度相同时，物体重力越小越省力；
（3）物体重力G、斜面的粗糙程度相同时，斜面的倾角越大越省力。
6、斜面的应用：
盘山公路、螺旋（饮料瓶瓶盖、木螺丝、螺杆、螺母、螺旋式千斤顶）、楼梯、滑梯等。


一、中考题型分析
在中考试卷中，斜面及斜面的机械效率是力学常考知识点，结合测力计读数、功、机械效率的计算等知识考查，侧重考查有用功、总功、机械效率的计算以及影响斜面机械效率高低的因素。中考中，主要以实验、计算形式考查，分值在2分—6分左右。
二、典例精析
★考点一：斜面机械效率的计算
◆典例一：(2019·广州)如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械效率为（ ）

A. B. C. D.
◆典例二：(2019·深圳) 如图所示，斜面长L=8m，高h=3m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s。求：

（1）有用功W有用；
（2）拉力做功的功率P；
（3）物体受到的摩擦力f；
（4）该斜面的机械效率η。
★考点二：探究影响斜面的机械效率的因素
◆典例：（2019·眉山）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、 弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：
实验次数 斜面倾斜程度 木块重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长度L/m 机械效率
1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5%
2 较陡 3 0.3 1.8 1
3 最陡 3 0.4 2.0 1 60%

请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做___________运动，该过程中木块的机械能___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为___________，斜面对木块的摩擦力为___________N。
（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：________________________________。
（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例：__________________________________________。

1、（2019·常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端,已知拉力F=250N。对此过程，下列结果中正确的是（ ）