1、以斜面為載體進行受力分析
(1) 靜止在斜坡上的物體,總共受到三個力的作用,即垂直向下的重力、垂直于斜坡向上的支撐力和沿斜坡向上的靜摩擦力。
(2)沿斜面向下運動的物體,總共受到三個力的作用,即垂直向下的重力、垂直于斜面的向上支撐力和沿斜面向上的滑動摩擦力。
請注意,無法分析向下的力,因為向下的力是物體重力的組成部分。
【示例】如圖所示,滑塊以勻速沿著斜坡滑下。 下列說法正確的是()
A.滑塊的重力方向垂直向下。
B.對滑塊施加彈力的物體是地面
C.滑塊受重力和彈性的影響
D.滑塊受重力、彈性和摩擦力的影響
【答案】D.
【分析】物體勻速下滑,受力平衡。 可以通過分析物體所受的力來求解該物體。 請注意,無法分析滑動力。
2、以斜面為載體,受力示意圖
重力的作用點在物體的重心處,方向垂直向下; 支撐力(彈力)的方向垂直于接觸面,指向受力物體; 摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反。 制作力示意圖時應注意的是,當一個物體受到多種力作用時,應注意各力的作用點、大小和方向。
[示例] 如圖所示,一個固體鉛球靜止在斜坡上。 請畫出鉛球所受的力和擋板對鉛球的支撐力的示意圖。
答:如圖所示:
【解析】鉛球的重心始終垂直向下,作用點在球的中心。 擋板對鉛球的支撐力垂直于擋板,作用在球的中心。
3、以斜面為載體進行探索性實驗
初中物理中,以斜面為載體的實驗包括測量平均速度、探索牛頓第一定律、研究與斜面機械效率相關的因素等。 由于重力的作用,物體可以沿著斜坡滑下。 物體在斜坡上有重力勢能斜面的機械效率公式初中,在到達斜坡底部時有動能。 您可以檢查慣性、功比較、機械能守恒以及力與運動之間的關系。 它涉及知識點多,綜合性強,要求學生有扎實的力學基礎。
【舉例】物理實驗組的學生在學習“測量平均速度”時,想要測量物體在不同階段滑下斜坡的平均速度。 他們設計了如圖所示的實驗裝置; 讓汽車用秤啟動。 斜面(分級值為1cm)的頂部從靜止位置滑落。 圖中的圓圈是小車到達A、B、C三個位置時電子表顯示的時間(圓圈內的數字分別代表“時:分:秒”),但是
(1)本實驗根據公式進行測量;
(2)通過分析圖中給出的信息,可以判斷小車從坡頂向坡底運動時是勻速直線運動(可選“是”或“否”);
(3) 轎廂在AC段內運動的平均速度vAC為m/s;
(4)實驗前必須熟練使用電子表。 如果小車到達C點還沒有停止計時,那么測得的運動時間就會有偏差。
【答案】 (1) v=s/t (2) 不 (3) 0.3 (4) 大
【分析】(1)平均速度是指一定時間內的距離與這段時間的比值。 計算公式為v=S/t
(2) 從圖中我們知道
sAB=10dm-6dm=4dm=0.4m,
tAB=2s
sBC=6dm-1dm=5dm=0.5m,
tBC=1s;
那么vAB=sAB/tAB
=0.4m/2s=0.2m/s,
vBC=sBC/tBC
=0.5m/1s=0.5m/s
根據上面的計算可以看出,小車并不是勻速直線運動。
(3) 從圖中我們知道
sAC=10dm-1dm=9dm=0.9m,
tAC=15:35:23-15:35:20=3s,
那么vAC=sAC/tAC
=0.9m/3s=0.3m/s.
(4)如果小車到達C點還沒有停止計時,會造成計時延遲,使測量的運動時間過長。
4、以斜面為載體計算機械效率等相關問題
以斜面為載體的綜合計算題,考查的知識點一般包括斜面的力學效率; 速度公式及其應用; 以及功率的計算。 求解問題時,會用到速度公式v=s/t,功率P=Fv。 根據W=Gh,計算出有用功。 推力所做的功 W=Fs 就是總功。 然后根據機械效率的計算公式進行計算。 傾斜效率。
[示例] 工人使用斜面和滑輪將物體從斜面底部以恒定速度拉至頂部。 斜坡高1m,長2m。 該物體重500N。 平行于斜面的拉力為200N。 所用時間為10s。 在此過程中,物體的動能_____(可選“增加”、“減少”或“不變”)。 重力勢能_____(選擇“增加”、“減少”或“不變”)。 拉力的功率為__W。 直接將物體提升到斜坡頂部所做的功是有用功。 那么該裝置的機械效率為。
【答】無變化; 增加; 80; 62.5%。
【分析】
(1)將物體從斜坡底部勻速拉至頂部。 如果質量和速度保持不變,則物體的動能也保持不變。
(2)物體沿斜面上升時,其質量不變,高度增加,故其重力勢能增加。
5.考察機械能守恒定律。
物體在斜面上有重力勢能,在到達斜面底部時有動能。 您可以檢查慣性、功比較、機械能守恒以及力與運動之間的關系。 它涉及的知識點較多,綜合性很強,要求學生有扎實的力學基礎。
【例】如圖所示,一個小球從光滑斜面的頂部經過A點自由滑動到斜面的底部。 設小球經過A點時的重力勢能為50J,在不考慮空氣阻力的情況下,下列說法正確的是: ( )
A. 當球到達底部時,動能大于50J
B、當球從上到下運動時,重力勢能轉化為動能
C.球到達底部時的機械能大于經過A點時的機械能
D.球到達底部時的機械能等于它經過A點時的機械能。
【答案】ABD
【分析】A、小球在光滑斜面上運動時,機械能守恒。 因此,A點的機械能等于坡底的機械能。 底部的球的機械能等于動能。 這個動能等于A點的機械能。A點的機械能等于球的動能和重力勢能之和。 因此,球在底部的動能大于在A點的重力勢能大于50J;
B. 球在平滑斜坡上運動時斜面的機械效率公式初中,機械能守恒。 當球從頂部移動到底部時,重力勢能轉化為動能;
C、小球到達底部時的機械能等于其通過A點時的機械能;
D、小球到達底部時的機械能等于它通過A點時的機械能。
嘗試兩個練習?
1.(多選)將質量為5kg的物體在斜面上勻速拉至高處。 如圖所示,沿斜面向上的拉力為40N。 斜面長2m,高1m。 直接提升重物h所做的功視為有用功(g為10N/kg)。 下列說法正確的是()
A.物體只受到三種力的作用:重力、拉力和摩擦力。
B. 所做的有用功是 50J
C。 該斜坡的機械效率為62.5%
D. 物體受到的摩擦力為10N
2、將重物裝上車時,常用一塊長木板搭一個斜坡,將重物沿斜坡推上來。 如圖所示,工人利用3m長的斜坡將120kg的重物提升1m。 假設斜坡是平滑的,則需要施加的推力為____。 若實際作用力為500N,則斜面的機械效率為_____,重物受到的摩擦力為_____。 (g為10N/kg)。
1.答案:BC
分析:
2.答案:400 80% 100
分析:
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