中考物理微专题复习 专题17 斜面中考问题考法与解法(教师版含解析).pdf
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1、中考物理微专题复习0378专题1 7 斜面问题考法与解法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。1.以斜面为载体进行受力分析在斜面上静止的物体一共受到3 个力的作用,分别是竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面方向向上的静摩擦力。沿着斜面向下运动的物体一共受
2、到3 个力的作用,分别是竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面方向向上的滑动摩擦力。注意不能分析下滑力,因为下滑力是属于物体重力的分力。2.以斜面为载体,做力的示意图重力的用点在物体的重心,方向竖直向下;支持力(弹力)的方向垂直接触面指向受力的物体;摩擦力的方向与物体运动方向相反.做力的示意图应该注意的是一个物体受到多个力作用时,要注意每个力的作用点、大小、方向。3.以斜面为载体,进行探究实验在初中物理中,以斜面为载体的实验有测量平均速度、探究牛顿第一定律、研究斜面的机械效率与哪些因素有关等。物体能从斜面上滑下是因为它受到重力的作用。物体在斜面上具有重力势能,到达斜面底端具有动能。可以
3、考查惯性、功的大小比较、机械能守恒、力与运动的关系,涉及到的知识点较多,综合性较强,要求学生具有扎实的力学基础。重点:探究斜面的机械效率实验 原理:n=w “w 总(2)应测物理量:拉力F、斜面长度L、物体重力G、斜面的高h。(3)器材:刻度尺、弹簧测力计。(4)注意:必须匀速拉动弹簧测力计使物体从斜面底端匀速到达顶端。目的是保证测力计示数大小不变。(5)结论:影响斜面机械效率高低的主要因素有:摩擦力、斜面倾斜角。4.以斜面为载体,计算机械效率等相关问题以斜面为载体的综合计算题,考查的知识点一般包括斜面的机械效率:速度公式及其应用:功率的计算.在解题时会用到速度公式v=s/t,功率P=F v,
4、根据W=Gh求出有用功,推力做的功W=Fs即总功,然中考物理微专题复习0378中考物理微专题复习0379后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率.例题解析与对点练习【例 题1】(2020四川南充)如图所示,用沿斜面向上大小为4N的拉力,将一个重5N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为5 m,上升的高度为3m,则物体受到的摩擦力为 N,斜 面 的 机 械 效 率 为。【答案】(1)1 7 5%【解析】有用功 少有=G 6=5 N X 3 m=1 5 J总功 W.(j=E s=4 N X 5 m=2 0 J额外功少额=少总-少有=2 0 J-1 5 J=5 J区摩擦力.户s 5
5、 m =N(2)斜面的机械效率幺=受%2 0 Jn=总 =7 5%【对点练习】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2.5X1(PN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I t,斜面高为2m,斜面长为5 m(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=1 0 N k g)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 X1 0 4;8 0%;1 X1 0 3。【解析】(1)小车质量m=l t=1 0 0 0 k g,其重力 G=mg=
6、l O O O k g X 1 0 N/k g=1 X 1 04N,钢绳做的有用功:W 有 用=G h=l X 1 0 4 N X 2 m=2 X 1 04J,中考物理微专题复习0379中考物理微专题复习0380(2)不计车长、拉力端移动距离s=2 L=2 X5 m=1 0 m,拉力做的总功:W 总 =F s=2.5 【解析】(1)实验中,每次都让小车从同一个斜面的相同位置由静止开始滑下,是为了使小车到达斜面底端时具有相同的速度,这是控制变量法的要求。(2)由实验现象可知,图中小车在不同材料表面滑行时,水平面粗糙程度越小,小车受到的阻力越小,小车运动的越远。中考物理微专题复习0382中考物理微
7、专题复习0383在此实验的基础上进行合理的推理,可以得到:运动物体不受任何阻力的理想情况下,它将保持匀速直线运动。(3)因小车达到水平面时初速度相同,小车的动能相同,最终速度为0,小车的动能全部转化为内能,大小等于克服阻力做的功,故小车在棉布、木板表面上克服阻力做功相等,即 WW”但在木板表面滑行时间长,根据P=W/t 知木板表面功率小,木板表面功率大,即则P|P 2。【例题5】(2019湖北荆州)为了发展文化旅游事业,荆州市正在兴建华强方特文化主题园,建成后将通过最新的VR技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明。园区建设中需把重1200N 的木箱A 搬到高h=2 m,长 L=1 0
8、 m 的斜面顶端。如图所示,工人站在斜面顶端,沿斜面向上用时5 0s 将木箱A 匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端,已知拉力F的功率为8 0 W.求:(1)拉力F的大小;(2)该斜面的机械效率是多少;(3)木箱A 在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。【答案】(1)拉力F的大小为4 00N;(2)该斜面的机械效率是6 0%:(3)木箱A 在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是16 0N。【解析】(1)由 P=更得,拉力所做的功:tW 总=P t=8 0 W X 5 0s=4 X 103j,l i l W=F L 得,拉 力 F的大小:F=W总.=4X p3j=400N。L 10in(2)克服物重
9、做功:W=Gh =1200N X 2 m=2.4 X 103J,则斜面的机械效率:n i o o%=2.4 X 1 0 J x i o o%=6 0%oW 总 4X103J(3)木 箱 A在斜面上匀速运动时克服摩擦做功:W 额=亚 总-W 有=4 X 103J -2.4 X 104 =1.6 X 103J,由 亚 额=也 得,木 箱 A 在斜面上匀速运动时受到的摩擦力:f=L6Xl0 3 j=6 0N。L 10m【对点练习】如图所示,工人用斜面向上、大小为5 00N 的推力,将重800N 的货物从A 点匀速推至B 点;中考物理微专题复习0383中考物理微专题复习0384再 用 100N的水平推
10、力使其沿水平台面匀速运动5 s,到达C 点.已 知 A B长 3m,BC长 1.2m,距地面高1.5m.试问:(1)利用斜面搬运货物主要是为了 O(2)货物在水平面上运动的速度为多少?(3)水平推力做功的功率为多少?(4)斜面的机械效率为多少?【答案】(1)利用斜面搬运货物主要是为了省力;(2)0.24m/s;(3)24W:(4)80%.【解析】(1)使用斜面可以省力;(2)货物在水平面上运动的距离为s=1.2m,所用时间为t=5s:s 1.2m在水平面上运动的速度为:v=t=5s=0.24m/s;(3)水平推力做功的功率:P=Fv=100NX0.24m/s=24W;(4)在斜面上推力做的功:
11、W F s=500NX3m=1500J;做的有用功:W#=Gh=800NX 1.5m=1200J;-5 _ 1200J则斜面的效率:1 总=15001X100%=80%;专题点对点强化训练一、选择题1.(2020湖南衡阳)近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m 高的车上。为了省力采用5m 的长木板搭了一个斜面(如图所示)。用 1200N的力用了 5min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置,下列说法中正确的是()A.他对重物做了 4800J的功B.他做功的功率为16WC.此次简易斜面装置的机械效率为
12、50%中考物理微专题复习0384中考物理微专题复习0 3 8 5D.斜面是一种省力杠杆【答案】D【解析】A.做的总功:W 怂=Fs=1200NX5m=6000J,故 A 错误;B.做功的功率为:P=l A=60J=2 0 W,故 B 错误;t 5 X 6 0 sC.重物的重力:G=mg=240kgX 10N/kg=2400N,李军对重物做的有用功:W 有 用=Gh=2400NX2m=4800J,简易斜面装置的机械效率:n=1 有用.=4800J x 100%=80%,故 C 错误;W总 6 0 0 0 JD.据课本知识可知,斜面本质上是一种省力杠杆,故 D 正确。2.(2020黄石模拟)如图所
13、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6 0 N,斜面长为2 m,高 为 1 m,下列说法正确的是()升 一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60JD.其他条件均不变,若 0 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
14、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: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 fuG hnG O N X lm uG O J.故 C 正确;中考物理微专题复习0 3 8 5中考物理微专题复习0386D.其他条件均不变,若 9 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。3.(
15、2020大连模拟)如图所示,让钢球从斜槽上由静止滚下,钢球运动到水平面上碰到静止的木块后,能将木块撞出一段距离。下列说法正确的是(不计空气阻力)()A.钢球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性B.木块被撞得越远,说明钢球对木块做的功越多C.钢球在斜槽上向下滚动时,它的机械能越来越大D.木块被撞出一段距离,说明物体的运动需要力来维持【答案】B.【解析】A.钢球能从斜槽上滚下是因为它受到重力的作用,而不是因为它具有惯性.故A 错误;B.根据W=Fs可知,木块被撞得越远,说明钢球对木块做的功越多.故B 正确;C.钢球在斜槽上向下滚动时,不计空气阻力,但钢球还受到摩擦力作用,钢球滚下时需要克服摩擦力做功,有
16、一部分机械能转化为内能,所以,钢球的机械能会减少.故C 错误;D.木块被撞出一段距离,是因为木块受到力的作用,其运动状态发生了变化,不能说明物体的运动需要力来 维 持.故 D 错误.故答案为:B.【点拨】此题考查惯性、功的大小比较、机械能守恒、力与运动的关系,涉及到的知识点较多,综合性较强,要求学生具有扎实的力学基(1)钢球能从斜槽上滚下是因为它受到重力的作用:(2)根据W=Fs分析解答;(3)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.(4)力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因.4.(2019武汉)
17、如图所示,一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过/点到达斜面底端,如果小球经过N点时具有的重力势能为5 0 J,若不计空气阻力,以下说法正确的是()B.小球从顶端到达底端的过程中,重力势能转化为动能C.小球到达底端时的机械能大于经过N点时的机械能D.小球到达底端时的机械能等于经过4 点时的机械能【答案】ABD中考物理微专题复习0386中考物理微专题复习0387【解析】A.小球在光滑斜面运动过程中,机械能守恒。所以在A点机械能等于在斜面底端机械能,小球在底端机械能等于动能,这个动能等于A点机械能,A点机械能等于小球动能和重力势能之和,所以小球在底端动能大于在A点重力势能,也就是大于5 0 J;B.
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