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专题 18 斜面问题
以斜面为素材可以考查物体受力的示意图;可以通过实验求解物体平均速度;可以研究物体动能与重
力势能之间的转化;可以探究在水平面上阻力对物体运动的影响;可以研究动能的大小与哪些因素有关;
可以求解机械效率等问题。而这些问题都属于初中物理重要的知识点。本文以斜面为载体,专门阐述与斜
面有关的各类试题及其解析,目的是给物理教师、学生在中考复习训练过程中就如何解决斜面问题给出建
设性建议。
【例题 1】如图所示,一物体在 40N 的拉力作用下,沿粗糙的斜面匀速上升,物体重为 60N,斜面长为 2m,
高为 1m,下列说法正确的是( )
A.物体上升过程中机械能保持不变
B.物体所受拉力与摩擦力是一对平衡力
C.将物体从低端拉到顶端时,物体的重力势能增大 60J
D.其他条件均不变,若 θ 角增大,物体受到的摩擦力增大
【答案】C
【解析】(1)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是
物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时,根据
各自的影响因素进行分析。
(2)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
(3)将物体从低端拉到顶端时,物体的重力势能增大量等于重力做功;
(4)摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。
A.物体上升过程中,质量不变,速度不变,高度升高,故动能不变,重力势能变大,因为动能和势能统称
为机械能,所以机械能增加。故 A 错误;2
B.物体沿斜面匀速上升时,物体所受拉力与摩擦力大小不等,不是一对平衡力。故 B 错误;
C.将物体从低端拉到顶端时,物体的重力势能增大 Ep=W 有用=Gh=60N×1m=60J.故 C 正确;
D.其他条件均不变,若 θ 角增大,物体对斜面的压力减小,故物体受到的摩擦力减小。故 D 错误。
【例题 2】救援车工作原理如图所示,当车载电机对钢绳施加的拉力 F 大小为 2.5×103N 时,小车 A 恰能匀
速缓慢地沿斜面上升。已知小车 A 的质量为 1t,斜面高为 2m,斜面长为 5m(不计车长、钢绳重、动滑轮重、
钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦,g=10Nkg)在小车 A 由水平路面被拖上救援车的过程中,钢绳
所做的有用功为 J,整个装置的机械效率为 ,小车 A 与斜面间的摩擦力大小为 N.
【答案】2×104;80%;1×103。
【解析】(1)小车质量 m=1t=1000kg,
其重力 G=mg=1000kg×10N/kg=1×104N,
钢绳做的有用功:
W 有用=Gh=1×104N×2m=2×104J,
(2)不计车长、拉力端移动距离 s=2L=2×5m=10m,
拉力做的总功:
W 总=Fs=2.5×103N×10m=2.5×104J,
整个装置的机械效率:
η= = ×100%=80%;
(3)不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦,克服小车 A 与斜面间的摩擦做的
功为额外功,
W 额=W 总﹣W 有用=2.5×104J﹣2×104J=5×103J,
由 W 额=fL 可得摩擦力:
f= = =1×103N。
【例题 3】在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中,小车在相同斜面顶端由静止释放,沿斜
面下滑到达底端,在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离,分别停在如图所示位置。3
(1)小车在相同斜面顶端由静止释放,是为了使小车到达水平面时的 相同。
(2)小车所受阻力越小,运动距离越远。如果运动的物体在 的理想情况下,它将保持原来的速度一
直运动下去。300 多年前,伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。
(3)实验中,小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是 、 ,则 。(填“>”、“=”或
“