微課堂學(xué)習(xí)資料組
奧數(shù)國(guó)家級(jí)教練員及特級(jí)教練員4名
老師們組隊(duì)授課。
以斜面為素材，可以考察物體受力的示意圖； 你可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)求出物體的平均速度； 可以研究物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)換； 您可以探索阻力對(duì)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的影響； 你可以研究動(dòng)能的大小和關(guān)系與哪些因素相關(guān)； 可以解決機(jī)械效率等問(wèn)題。 這些問(wèn)題都是初中物理的重要知識(shí)點(diǎn)。 本文以斜面為載體，具體闡述與斜面相關(guān)的各種試題及其分析。 目的是為物理師生在中考復(fù)習(xí)和訓(xùn)練過(guò)程中如何解決斜面問(wèn)題提出建設(shè)性建議。
1、以斜面為載體進(jìn)行受力分析
靜止在斜坡上的物體總共受到三個(gè)力的作用：垂直向下的重力、垂直于斜坡的向上支撐力以及沿斜坡向上的靜摩擦力。 沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的物體，總共受到三個(gè)力的作用，即垂直向下的重力、垂直于斜面的向上支撐力、沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力。 請(qǐng)注意，無(wú)法分析向下的力，因?yàn)橄蛳碌牧κ俏矬w重力的組成部分。
2、以斜面為載體，制作受力示意圖
重心作用點(diǎn)位于物體重心處斜面的機(jī)械效率如何求，方向垂直向下； 支撐力（彈力）方向垂直，接觸面指向受力物體； 摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反。 制作力示意圖時(shí)應(yīng)注意的是，當(dāng)一個(gè)物體受到多種力作用時(shí)，應(yīng)注意各力的作用點(diǎn)、大小和方向。
3、以斜面為載體進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)
初中物理中，以斜面為載體的實(shí)驗(yàn)包括測(cè)量平均速度、探索牛頓第一定律、研究與斜面機(jī)械效率相關(guān)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(shì)能，在到達(dá)斜坡底部時(shí)有動(dòng)能。 您可以檢查慣性、功比較、機(jī)械能守恒以及力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。 它涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性很強(qiáng)，要求學(xué)生有扎實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ)。
重點(diǎn)：斜面機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)
(1) 原理： η=Whas/
(2) 待測(cè)物理量：拉力F、斜長(zhǎng)L、物體重力G、斜高h(yuǎn)。
(3)設(shè)備：秤、彈簧測(cè)力計(jì)。
(4)注意：彈簧測(cè)力計(jì)必須勻速拉動(dòng)，使物體從坡底勻速到達(dá)頂部。 目的是保證測(cè)力計(jì)指示保持不變。
(5)結(jié)論：影響斜面機(jī)械效率的主要因素是：斜面的摩擦力和傾角。
4、以斜面為載體計(jì)算機(jī)械效率等相關(guān)問(wèn)題
以斜面為載體的綜合計(jì)算題，考查的知識(shí)點(diǎn)一般包括斜面的力學(xué)效率； 速度公式及其應(yīng)用； 以及功率的計(jì)算。 求解問(wèn)題時(shí)，會(huì)用到速度公式v=s/t，功率P=Fv。 根據(jù)W=Gh，計(jì)算出有用功。 推力所做的功 W=Fs 就是總功。 然后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。 傾斜效率。
【例1】（2020年四川南充）如圖所示，以4N的拉力沿斜坡向上勻速將重5N的物體從斜坡底部拉至斜坡頂部。 已知物體沿斜坡滑動(dòng)的距離為5m，上升的高度為3m。 則物體所受的摩擦力為 ，斜坡的機(jī)械效率為 。
【答案】 (1) 1 (2) 75%
【分析】
(1) 有用功W=Gh=5N×3m=15J
總功W總計(jì)=Fs=4N×5m=20J
額外工作量W=W總計(jì)-W=20J-15J=5J
摩擦力f==1N
(2) 斜面機(jī)械效率
η==75%
【點(diǎn)對(duì)點(diǎn)演練】救援車(chē)工作原理如圖所示。 當(dāng)車(chē)載電機(jī)對(duì)鋼絲繩施加的拉力F為2.5×103N時(shí)，轎廂A可以沿斜坡緩慢均勻地上升。 已知小車(chē)A質(zhì)量為1t，斜坡高度為2m，斜坡長(zhǎng)度為5m（未計(jì)算小車(chē)長(zhǎng)度、鋼絲繩重量、動(dòng)滑輪重量） 、鋼絲繩與滑輪之間的摩擦力、滑輪與軸之間的摩擦力，g=10Nkg）。 當(dāng)A車(chē)從水平路面拖到救援車(chē)上時(shí)，鋼絲繩所做的有用功為J，整個(gè)裝置的機(jī)械效率為，A車(chē)與斜面之間的摩擦力為N。
【答案】2×104； 80%； 1×103。
【分析】（1）汽車(chē)質(zhì)量m=1t=，
其重力G=mg=×10N/kg=1×104N，
鋼絲繩所做的有用功：
W有用=Gh=1×104N×2m=2×104J，
(2) 剔除車(chē)輛長(zhǎng)度，拉力端移動(dòng)距離為s=2L=2×5m=10m，
拉力所做的總功：
W總計(jì)=Fs=2.5×103N×10m=2.5×104J，
整個(gè)裝置的機(jī)械效率：
η＝＝×100%＝80%；
(3)除去鋼絲繩重量、動(dòng)滑輪重量、鋼絲繩與滑輪之間的摩擦力、滑輪與軸之間的摩擦力斜面的機(jī)械效率如何求，克服小車(chē)A與滑輪之間的摩擦力所做的功斜面為附加功，W量=W總計(jì)-W有用=2.5×104J﹣2×104J＝5×103J，
摩擦力可由W=fL求得：
f＝＝＝1×103N。
【例2】（2020年山東聊城）如圖所示，小明“測(cè)量平均速度”時(shí)，在斜面底部B放一塊帶有刻度的金屬片，讓小車(chē)從斜面滑下。從靜止的傾斜平面的頂部。 下列關(guān)于 is() 的說(shuō)法正確的是
A.小車(chē)經(jīng)過(guò)AB段的行駛距離為9.00dm
B、小車(chē)與金屬件碰撞后，前后運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。
C. 這個(gè)實(shí)驗(yàn)還表明，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。
D、汽車(chē)在斜坡上的壓力和汽車(chē)上的重力是一對(duì)平衡力
【答案】AB
【分析】A． 從圖中可以看出，小車(chē)經(jīng)過(guò)AB段的距離為s=10.00dm-1.00dm=9.00dm
因此A是正確的；
B、汽車(chē)在與金屬件相撞前速度較高。 與金屬件碰撞后，小車(chē)受到阻力，速度為零，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，故B正確；
C、這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以證明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，但不能證明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，所以C錯(cuò)誤；
D、汽車(chē)在斜坡上的壓力和汽車(chē)的重力作用在不同的物體上。 它們不是一對(duì)平衡力，故D錯(cuò)誤。
【點(diǎn)對(duì)點(diǎn)練習(xí)】如圖所示，滑塊勻速沿著斜坡滑下。 下列說(shuō)法正確的是（）
A.滑塊的重力方向垂直向下傾斜。
B.對(duì)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(guò)分析物體所受的力來(lái)求解該物體。 請(qǐng)注意，無(wú)法分析滑動(dòng)力。
A、重力方向垂直向下，故A錯(cuò)誤；
B、物體所受到的彈力方向垂直向上，故B錯(cuò)誤；
C、D.物體勻速下滑，受力平衡。 物體的受力分析表明，物體受到重力、支撐力、向上滑動(dòng)摩擦力。 滑動(dòng)力是作用力，無(wú)法分析，故C錯(cuò)誤，D正確。 因此答案為：D。
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