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《斜面及斜面的機械效率》考點+訓練

斜面及斜面的機械效率是初中物理力學中重要知識，也是中考中常考實驗之一。通過斜面及斜面的機械效率考查，能很好考查學生的對機械效率知識的掌握情況，加深對機械效率的理解。

1、斜面的定義：斜面是一個與水平面成一定夾角的傾斜平面。
2、斜面特點：斜面是一種省力的簡單機械。

用斜面把重力為G的物體推到高處時,如果不計摩擦力,已知斜面長為L,高為h，傾角為α，推力F所做的功WF=FL，不用斜面而由人直接將該重物提到同一高度時克服重力所做的功WG=Gh，根據機械功的原理（使用任何機械都不省功），得FL=Gh,所以F=Gh/L=Gsinα，由于L>h，所以可以省力。
3、斜面的機械效率的計算：
斜面裝置

有用功 不用機械直接將重物提到h時克服重力所做的功 W有用=Gh
總功 拉力所做的功 W總=FL或W總=Gh+fL
額外功 克服摩擦力做的功 W額外=W總-W有用或W額外=fL
機械效率 用用功與總功的比值 或

4、實驗：探究影響斜面的機械效率的因素：
（1）實驗器材：斜面、重力不同長方體物塊、彈簧測力計、刻度尺、毛巾、棉布
（2）實驗原理：
（3）實驗方法：控制變量法
a.探究斜面的機械效率與斜面傾斜程度的關系時，控制物體重力、與斜面接觸面積、斜面長L不變，改變的是斜面的高度h從而改變斜面傾斜程度；
b. 探究斜面的機械效率與物體斜面之間接觸面大小的關系時，控制木塊的重量G不變，斜面長L不變，斜面的高度h不變，改變的是物體斜面接觸面積使（用同一個長方體物塊，使它的不同面與題意個斜面接觸）
c．探究斜面的機械效率與它的粗糙程度的關系時，控制木塊的重量G不變，斜面長L不變，斜面的高度h不變，改變的是斜面的粗糙程度（使用同一個長方體物塊的同一個面，使它分別在傾角相同的木板、鋪由毛巾、棉布的斜面上運動）；
d. 探究斜面的機械效率與物體的重力的關系時，控制斜面粗糙程度相同、接觸面積相同，斜面長L不變，斜面的高度h不變，改變物體重力G。
（4）注意事項：
a.拉動物體時，應使物體勻速直線運動，但此時測力計的拉力并不等于摩擦力，而是大于摩擦力；
b. 測拉力時，要在物體勻速運動時讀數；
c. 物體沿斜面上升時，額外功主要來自克服摩擦做功，所以 。
（5）結論：
a. 在其他條件一定時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高；
b. 斜面的機械效率與物體斜面之間接觸面大小無關；
c. 在其他條件一定時，斜面表面粗糙程度越大，機械效率越低；
d. 斜面的機械效率與物體重力無關。
（6）提高斜面機械效率的方法:
在其他條件一定時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高，斜面表面粗糙程度越小，機械效率越高。所以提高斜面機械效率的方法是增大斜面的傾斜程度、減小斜面表面粗糙程度。
5、影響斜面拉力大小的因素：物體重力G、斜面的傾角、斜面的粗糙程度。
（1）物體重力G、斜面的傾角相同時，斜面越光滑越省力；
（2）斜面的傾角、斜面的粗糙程度相同時，物體重力越小越省力；
（3）物體重力G、斜面的粗糙程度相同時，斜面的傾角越大越省力。
6、斜面的應用：
盤山公路、螺旋（飲料瓶瓶蓋、木螺絲、螺桿、螺母、螺旋式千斤頂）、樓梯、滑梯等。


一、中考題型分析
在中考試卷中，斜面及斜面的機械效率是力學常考知識點，結合測力計讀數、功、機械效率的計算等知識考查，側重考查有用功、總功、機械效率的計算以及影響斜面機械效率高低的因素。中考中，主要以實驗、計算形式考查，分值在2分—6分左右。
二、典例精析
★考點一：斜面機械效率的計算
◆典例一：(2019·廣州)如圖所示，把重為G的物體甲從A點豎直向上勻速拉至B點過程繩的拉力對甲做的功為WAB；用平行于斜面的拉力把重也為G的物體乙沿面從C點勻速拉至B等高的D點，在此過程中的拉力對乙做的功為WCD，斜面的機械效率為（ ）

A. B. C. D.
◆典例二：(2019·深圳) 如圖所示，斜面長L=8m，高h=3m。用平行于斜面F=50N的拉力，將重力為G=100N的物體，由斜面的底端勻速拉到頂端，用時t=10s。求：

（1）有用功W有用；
（2）拉力做功的功率P；
（3）物體受到的摩擦力f；
（4）該斜面的機械效率η。
★考點二：探究影響斜面的機械效率的因素
◆典例：（2019·眉山）為了探究斜面的機械效率與斜面傾斜程度之間的關系，探究小組的同學利用木板、刻度尺、 彈簧測力計、木塊等器材設計了如圖所示的實驗裝置。實驗測得的數據如下表：
實驗次數 斜面傾斜程度 木塊重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面長度L/m 機械效率
1 較緩 3 0.2 1.6 1 37.5%
2 較陡 3 0.3 1.8 1
3 最陡 3 0.4 2.0 1 60%

請你根據表中的數據解答下列問題：
（1）實驗中要求用沿斜面向上的力拉著木塊在斜面上做___________運動，該過程中木塊的機械能___________（選填“變大”“不變”或“變小”）。
（2）第2次實驗中，斜面的機械效率為___________，斜面對木塊的摩擦力為___________N。
（3）斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系是：________________________________。
（4）試列舉出生活中利用斜面的一個實例：__________________________________________。

1、（2019·常州）如圖所示，斜面高2m、長4m，小明用平行于斜面的拉力F，將重400N的物體從斜面底端拉到頂端,已知拉力F=250N。對此過程，下列結果中正確的是（ ）