中考二轮复习专题卷《斜面及斜面机械效率的计算》解析版

《斜面及斜面机械效率的计算》一、单选题1．如图所示，用细绳将一重为的物体沿粗糙程度相同的斜面匀速拉到高处，斜面长，高，在此过程中，斜面的机械效率为。下列说法正确的是：（）A．拉力的大小为B．斜面对物体的摩擦力与拉力是一对平衡力C．只将物体拉到斜面中点位置处，斜面的机械效率变为原来的一半D．若只把斜面的高度降低，则斜面的机械效率降低2．如图斜面长为2m、高为0.4m，现将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端﹐若拉力F为5N，则（）A．拉力所做的功为2J B．斜面的机械效率为80%C．物体受到的摩擦力为5N D．有用功为40J3．如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为8N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。若此时拉力F为5N，则斜面的机械效率为（）A．60% B．70% C．80% D．90%4．功率一定的拖拉机在山区的公路盘山而上，行驶速度比在平直公路上慢，车辆“沿着盘山公路向上行驶”且“行驶速度很慢”的目的是（）A．前者是为了省功，后者是为了省时间B．前者是为了省时间，后者是为了省功C．前者是为了省力，后者是为了增大牵引力D．前者是为了增大牵引力，后者是为了省力5．如图所示的斜面长s为3m，高h为0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N，（忽略绳子的重力）则下列说法正确的是（）A．物体运动时所受摩擦力是150N B．拉力所做的功是300JC．拉力的功率是75W D．斜面的机械效率是80％6．如图所示，AC＞BC，用相同的推力沿粗糙程度相同的斜面AC和BC分别将同一重物从底部推到顶端，则此过程中（）A．两次推力做功大小相同B．两次克服摩擦力做功大小相同C．两次克服物体重力做功大小相同D．两个斜面的支持力对物体做功大小不相等7．在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（）A．小军做的功为2400JB．小军做功的功率为1200WC．小军对重物做的有用功为6000JD．此简易斜面装置的机械效率为80%8．如图所示，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f，则斜面的机械效率为（）A． B． C． D．9．如图所示，斜面高为1m、长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端。下列判断中正确的是（）A．克服木箱重力做的功为800JB．木箱受到斜面的摩擦力为25NC．斜面对木箱支持力做功为200JD．拉动木箱的过程中，斜面的机械效率为80%10．如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力），则下列说法正确的是（）A．拉力所做的功是300J B．拉力的功率是50WC．斜面上的摩擦力是50N D．斜面的机械效率是80%二、填空题11．利用一个高为1m，长为4m的斜面将重500N的物体从斜面的底端匀速拉至顶端，若所用的拉力是200N，则有用功是J，斜面的机械效率是。12．小明把重500N的木箱沿斜面拉了10m，使木箱上升了4m，如图所示，沿斜面向上用的拉力F=250N，木箱以0.2m/s的速度匀速上升的过程中，小明拉木箱的功率W，斜面的机械效率为，木箱在斜面上的匀速运动时受到摩擦力为N．13．如图，一个重为20N的物体在大小不变的力F作用下先后经过光滑水平面和粗糙斜面，其中AB和CD段距离均为s，物体在和段运动时，拉力所做的功分别为W1和W2，则其大小关系是：W1W2。若物体在斜面上匀速通过距离s=20cm，所受拉力F为15N，斜面倾角为30°，则斜面CD段物体所受的摩擦力为N，斜面CD段的机械效率是%（结果保留一位小数）。14．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重50N，斜面的机械效率为75%，则沿斜面所施加的拉力为N。15．如图所示，固定的斜面长s=1.2m，高h=0.3m，沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，拉力的功率为W，斜面的机械效率为%，使用斜面可以（选填“省力”或“省功”）。16．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，己知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重为600N，斜面的机械效率为90％，则克服物体的重力所做的功为J，沿斜面所用拉力F为N，瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为N。17．如图所示，斜面长s＝0.5m，高h＝0.2m，将5N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的拉力2.5N，斜面的机械效率是，斜面对物体摩擦力为N。18．如图所示，沿斜面向上匀速拉一个重为5N的物体到斜面顶端，斜面长1.0m，高0.3m，拉力做功为2J，则使用该斜面所做的额外功为，这个斜面的机械效率是。实际匀速拉动过程中拉力一定会摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”），该摩擦力为N。19．如图所示，把重为600N的物体匀速沿斜面向上推动，在3s的时间内物体沿斜面移动的距离为3m，上升的高度为0.9m，沿斜面向上的推力F为300N，推力做功的功率为。斜面的机械效率是，物体受到的摩擦力是。20．小明家在装修，为了帮爸爸把质量100kg的木箱搬到1m高的卡车车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成一个斜面，然后站在车上用400N的拉力将木箱从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示。则小明需要做功J，斜面的机械效率为%，木箱受到的摩擦力为N。三、实验探究题21．小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：斜面倾斜角θ小车重G/N斜面高h/m斜面长s/m拉力F/N有用功W有/J总功W总/J机械效率η/%12°50.212.11.02.147.630°50.513.62.5（a）69.445°50.714.33.54.381.4（1）实验过程中拉力应沿着斜面使小车在斜面上做运动；（2）表格中空格的数据应为：（a）；（3）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越大，斜面拉力越大，斜面的机械效率越；（4）若将小车换成等质量的木块做实验，机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。22．在“探究斜面的机械效率”的实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小强猜想可能跟斜面的倾斜程度有关，如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。实验序号斜面的倾斜程度物体的重力G/N斜面的高度h/m沿斜面的拉力F/N斜面的长度s/m机械效率1较缓100.25.5136.4%2较陡100.47.0157.1%3最陡100.68.5170.6%（1）分析表中数据，可得第一次物体受斜面的摩擦力为N；（2）该实验是探究（小明／小强）的猜想；结论是：在其他条件一定时，斜面，机械效率越高；（3）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤，①用弹簧测力计沿斜面把一木块拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；②保持斜面的不变，改变斜面的，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；③比较两次的大小，即可验证猜想是否正确。四、计算题23．如图所示，某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置，将重为1600N的建材从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面长9m，高为4.5m，建材受到沿斜面的拉力为1000N，斜面的效率与整个装置的效率之比。（忽略定滑轮的摩擦及绳重）求：（1）对建材做的有用功；（2）对建材做的总功；（3）斜面的效率；（4）电动机消耗的电能。24．如图所示，某建筑工地一个斜面高h＝2m，长L＝10m。工人沿斜面向上用力F将重为1200N的木箱匀速从斜面底端拉到斜面顶端，用时50s，力F的功率为80W。求：（1）力F做的功；（2）力F的大小；（3）该斜面的机械效率。25．如图所示，斜面长0.5m，高0.1m，把重为50N的物体匀速地拉向斜面顶端，弹簧测力计的示数为12.5N，则：（1）有用功是多少？（2）总功为多少？（3）该斜面的效率为多少？五、综合题26．如图所示是某物流公司搬运货物的的组合机械简化图，它有一个电动机和一个带有滑轮的斜面组合而成（不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦）。已知货物质量m=550kg，斜面长度15m，高为3m，提供给电动机的电压U=220V，电动机线圈电阻R=6Ω，电路中的电流I=5A，当电动机以某恒定速度沿斜面匀速向上提升货物时，共用时30s，请回答以下问题（g取10N/kg）：（1）组合机械使用斜面的主要目的是为了；使用滑轮的目的是为了。（2）货物沿斜面上升的速度。（3）电动机线圈产生的热量是多少？若该电动机的质量为15kg，电动机整体比热容为，求电动机提升货物后温度升高多少？（假设线圈产生的热量全部被电动机吸收）（4）该装置的机械效率。

答案解析部分【解析】【解答】A．斜面的机械效率为拉力F的大小为A不符合题意；B．物体在斜面上所受的摩擦力为所以拉力和摩擦力大小不相等，所以不是一对平衡力，B不符合题意；C．斜面的机械效率为只将物体拉到斜面中点位置处，高度和沿斜面移动距离之比不变，所以效率不变，C不符合题意；D．斜面的机械效率为若只把斜面的高度降低，高度和沿斜面移动距离之比变小，所以效率变小，D符合题意。故答案为：D。

【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，有用功和机械效率的比值，计算总功，结合斜面长度计算拉力；总功和有用功的差，计算额外功，结合斜面长计算摩擦力；斜面长度一定时，斜面高度降低，斜面的机械效率减小。【解析】【解答】A．拉力做的总功W总=Fs=5N×2m=10JA不符合题意；BD．有用功W有=Gh=20N×0.4m=8J斜面的机械效率B符合题意，D不符合题意；C．物体克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=10J-8J=2J物体与斜面间的摩擦力C不符合题意。故答案为：B。

【分析】根据拉力和距离的乘积计算做功多少，根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功；有用功和总功的比值，计算机械效率；根据总功和有用功的差，计算额外功，结合距离计算摩擦力。【解析】【解答】结合题意及图示知，将重物从底端匀速接到顶端，所做的有用功W有=Gh=8N×0.2m=1.6J总功W总=Fs=5N×0.4m=2.0J则机械效率故答案为：C。

【分析】根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。【解析】【解答】A．沿着盘山公路向上行驶是为了省力，因为斜面省力，而行驶速度慢，路程一定时，时间长，故绝对不是省时间，A不符合题意；B．斜面为了省力，任何机械不省功，B不符合题意；CD．前者是为了省力，根据可知，功率一定，速度小，才能增大牵引力，故后者是为了增大牵引力，C符合题意；D不符合题意。故答案为：C。

【分析】使用斜面时，可以省力；在功率一定时，速度减少，对物体的拉力变大。【解析】【解答】A．根据题意可得则所以，A不符合题意；B．根据题意，由可得B不符合题意；C．根据题意，由可得C符合题意；D．根据题意，由，对物体所做的有用功为由效率公式可得D不符合题意。故答案为：C。

【分析】利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；利用W有=Gh求出有用功，利用W额=W总-W有求出额外功，然后利用W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小。利用P=求拉力做功功率。利用求得斜面的机械效率。【解析】【解答】A．已知AC＞BC，则sAC＞sBC，由于用相同的推力推物体，则根据可知：两次推力做功大小不相同，A项不合题意；BC．已知将同一重物从底部推到顶端，根据可知：两次克服物体重力做功大小相同，C符合题意；

根据可知：两次所做的额外功不同，即克服摩擦力做的功大小不相同；B项不合题意；D．由于斜面的支持力方向与运动方向垂直，则物体在支持力的方向上没有移动距离，所以，两个斜面的支持力对物体做功都为0J；D项不合题意。故答案为：C

【分析】将相同物体拉上相同高度的斜面时，斜面越长，越省力；相同物体上升的高度相同时，对物做功相同。【解析】【解答】A．小军做的功A不符合题意；B．小军做功的功率为B不符合题意；C．小军对重物做的有用功C不符合题意；D．此简易斜面装置的机械效率为D符合题意。故答案为：D。

【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，根据拉力和斜面的长度计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率；功和时间的比值计算功率的大小。【解析】【解答】斜面的机械效率为A符合题意，BCD不符合题意。故答案为：A。

【分析】用斜面提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。【解析】【解答】A．由题意知，木箱的重力G=200N，h=1m，则木箱克服重力做功W有用=Gh=200N×1m=200JA不符合题意；B．拉力F做的功W总=FL=75N×4m=300J克服摩擦力做功W额=W总-W有用=300J-200J=100J木箱受到斜面的摩擦力B符合题意；C．木箱移动方向与支持力方向垂直，没有在支持力的方向上移动距离，所以斜面的支持力做功为零，C不符合题意；D．拉动木箱的过程中，斜面的机械效率为≈67%D不符合题意。故答案为：B。

【分析】用斜面提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。【解析】【解答】A．拉力F做的功W=Fs=150N×3m=450JA不符合题意；B．拉力F做功的功率B不符合题意；C．克服重力做的有用功W有用=Gh=500N×0.6m=300J克服摩擦力做的额外功W额外=W-W有用=450J-300J=150J斜面上的摩擦力C符合题意；D．斜面的机械效率是D不符合题意。故答案为：C。

【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；用斜面提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。【解析】【解答】有用功斜面的机械效率

【分析】利用W有=Gh求得有用功，再利用求得斜面的机械效率。【解析】【解答】小明拉木箱的功率为：克服物体重力做的功为有用功：拉力做的功为总功：则斜面机械效率为：小明所做的额外功为：由于克服摩擦力做的功为额外功，则：

【分析】根据W=Fs拉力做的总功，又知道木箱匀速上升的速度，根据v=求出拉木箱运动的时间，根据P=求出拉木箱的功率。

根据W=Gh求出拉力做的有用功，利用求出斜面的机械效率。

总功减去有用功即为克服木箱在斜面上受到摩擦力做的额外功，利用W额=fs求出木箱在斜面上受到的摩擦力。【解析】【解答】先后用的力大小相等，先后经过光滑水平面和粗糙斜面运动的距离也相同，根据W=Fs可知，拉力所做的功W1=W2；若物体在斜面上受到的拉力为15N，s=20cm，所以做的总功W总=Fs=15N×0.2m=3J斜面倾角为30°，根据数学知识：直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半，可求得物体上升的高度为h=10cm，则有用功为W有=Gh额外功W额=W总-W有=3J-2J=1J根据W额=fs，得f5N机械效率

【分析】根据物体的受力和移动的距离的乘积，可以计算做功多少；根据斜面上的拉力和距离的乘积，计算总功，利用物体的重力和高度差乘积，计算有用功，总功和有用功的差，计算额外功，结合斜面差，计算摩擦力；根据有用功和总功的比值，计算斜面的机械效率。【解析】【解答】因为G=50N，h=3m，所以做的有用功W有用=Gh=50N×3m=150J因为斜面的机械效率为75%，所以由公式=100%可得W总=100%100%=200J又因为W总=Fs，所以沿斜面所施加的拉力F40N

【分析】根据W有用=Gh得出有用功，结合斜面的机械效率=100%得出总功，根据F=得出沿斜面所施加的拉力。【解析】【解答】拉力的做的功为拉力的功率为斜面的机械效率为有用功小于总功，故不省功，但是16N的重物，用5N的力就可以推上去，说明可以省力。

【分析】根据公式W=Fs求出拉力做的功，即总功；再根据公式P=求出拉力的功率。

根据W=Gh求出有用功；然后根据公式求出斜面的机械效率。【解析】【解答】克服物体的重力所做的功为克服物体的重力所做的功为1800J。沿斜面所用拉力F所做的功为沿斜面所用拉力F为沿斜面所用拉力F为400N。瓷砖在斜木板上所受的摩擦力做功为瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为40N。

【分析】利用物体的重力和高度的乘积计算做功多少；结合机械效率计算总功大小，利用功和距离的比值，计算受力；根据总功和有用功的差，计算额外功，结合距离计算摩擦力。【解析】【解答】斜面上的有用功为：，总功为；机械效率为：；斜面上的额外功为：，斜面的摩擦力为。

【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，利用拉力和距离的乘积，计算总功，有用功和总功的比值，计算机械效率；根据功和距离的比值，计算力的大小。【解析】【解答】使用该斜面所做的额外功为该斜面所做的额外功为0.5J；这个斜面的机械效率是故这个斜面的机械效率是75%。实际匀速拉动过程中拉力一定会大于摩擦力，若不受摩擦力，物块会沿斜面向下运动，即受到了重力在水平方向上的分力，而实际匀速拉动过程中拉力与摩擦力和重力在水平方向上的分力的合力是平衡力，故拉力大于摩擦力。摩擦力为故摩擦力的大小为0.5N。

【分析】根据公式W=Gh可求有用功，进一步求得使用该斜面所做的额外功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比。

拉力做的总功W总=Fs，拉力做的额外功W额=fs，根据W总＞W额推导拉力与摩擦力的大小关系；再利用W额=fs求物体受到的摩擦力。【解析】【解答】推力所做的总功为则推力做功的功率为推力所做的有用功为斜面的机械效率为克服物体受到的摩擦力所做的额外功为故物体受到的摩擦力为

【分析】利用W=Fs求得推力所做的总功，进一步利用P=求得推力做功的功率。

利用W=Gh求得推力所做的有用功，进一步利用求得斜面的机械效率。

利用求得克服物体受到的摩擦力所做的额外功，再利用W=fs求得物体受到的摩擦力。【解析】【解答】拉力做的总功W总=FS=400N×5m=2000J即小明需要做功2000J。木箱的重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N工人师傅对木箱做的有用功W有用=Gh=1000N×1m=1000J斜面的机械效率η==×100%=50%即斜面的机械效率为50%。克服摩擦力所做的额外功W额=W总−W有用=2000J−1000J=1000J由W额=fs可得，物体和斜面之间的摩擦力f===200N即木箱受到的摩擦力为200N。

【分析】根据拉力和距离的乘积计算做功多少；利用质量计算重力，结合重力和高度的乘积计算有用功，利用总功和有用功的差计算额外功，结合功和距离可以计算摩擦力。【解析】【解答】（1）根据二力平衡，实验过程中拉力应沿着斜面使小车在斜面上做匀速直线运动，便于读出弹簧测力计的示数。（2）表格中的（a）处数据是做的总功，即（3）分析上表中的数据，斜面倾角由12°逐渐增大至30°、45°后，拉力由2.1N增大至3.6N、4.3N，机械效率由47.6%增大至69.4%、81.4%，即斜面倾斜角θ越大，斜面拉力越大，斜面的机械效率越高。（4）若将小车换成等质量的木块做实验，木块受到的摩擦力大，同样条件下拉力做的有用功不变但无用功增大，则机械效率将变小。

【分析】（1）探究斜面上省力情况时，物体在斜面上匀速直线运动；

（2）根据力和距离的乘积，计算做功多少；

（3）在斜面高度一定时，斜面的倾角越大，机械效率越大；

（4）斜面的倾斜角度相同时，斜面上的摩擦力越大，机械效率减小。【解析】【解答】（1）若不考虑摩擦