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2021-2022学年初中物理中考专项：斜面及斜面的机械效率（考点概览+知识精析+常考题型+跟踪训练+答案解析）
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这是一份2021-2022学年初中物理中考专项：斜面及斜面的机械效率（考点概览+知识精析+常考题型+跟踪训练+答案解析），共21页。试卷主要包含了斜面的定义，斜面特点，斜面的机械效率的计算，实验，影响斜面拉力大小的因素，斜面的应用等内容，欢迎下载使用。
《斜面及斜面的机械效率》考点+训练
斜面及斜面的机械效率是初中物理力学中重要知识，也是中考中常考实验之一。通过斜面及斜面的机械效率考查，能很好考查学生的对机械效率知识的掌握情况，加深对机械效率的理解。
1、斜面的定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
2、斜面特点：斜面是一种省力的简单机械。
用斜面把重力为G的物体推到高处时,如果不计摩擦力,已知斜面长为L,高为h，倾角为α，推力F所做的功WF=FL，不用斜面而由人直接将该重物提到同一高度时克服重力所做的功WG=Gh，根据机械功的原理（使用任何机械都不省功），得FL=Gh,所以F=Gh/L=Gsinα，由于L>h，所以可以省力。
3、斜面的机械效率的计算：
斜面装置
有用功
不用机械直接将重物提到h时克服重力所做的功
W有用=Gh
总功
拉力所做的功
W总=FL或W总=Gh+fL
额外功
克服摩擦力做的功
W额外=W总-W有用或W额外=fL
机械效率
用用功与总功的比值
或
4、实验：探究影响斜面的机械效率的因素：
（1）实验器材：斜面、重力不同长方体物块、弹簧测力计、刻度尺、毛巾、棉布
（2）实验原理：
（3）实验方法：控制变量法
a.探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系时，控制物体重力、与斜面接触面积、斜面长L不变，改变的是斜面的高度h从而改变斜面倾斜程度；
b. 探究斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小的关系时，控制木块的重量G不变，斜面长L不变，斜面的高度h不变，改变的是物体斜面接触面积使（用同一个长方体物块，使它的不同面与题意个斜面接触）
c．探究斜面的机械效率与它的粗糙程度的关系时，控制木块的重量G不变，斜面长L不变，斜面的高度h不变，改变的是斜面的粗糙程度（使用同一个长方体物块的同一个面，使它分别在倾角相同的木板、铺由毛巾、棉布的斜面上运动）；
d. 探究斜面的机械效率与物体的重力的关系时，控制斜面粗糙程度相同、接触面积相同，斜面长L不变，斜面的高度h不变，改变物体重力G。
（4）注意事项：
a.拉动物体时，应使物体匀速直线运动，但此时测力计的拉力并不等于摩擦力，而是大于摩擦力；
b. 测拉力时，要在物体匀速运动时读数；
c. 物体沿斜面上升时，额外功主要来自克服摩擦做功，所以。
（5）结论：
a. 在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；
b. 斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关；
c. 在其他条件一定时，斜面表面粗糙程度越大，机械效率越低；
d. 斜面的机械效率与物体重力无关。
（6）提高斜面机械效率的方法:
在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，斜面表面粗糙程度越小，机械效率越高。所以提高斜面机械效率的方法是增大斜面的倾斜程度、减小斜面表面粗糙程度。
5、影响斜面拉力大小的因素：物体重力G、斜面的倾角、斜面的粗糙程度。
（1）物体重力G、斜面的倾角相同时，斜面越光滑越省力；
（2）斜面的倾角、斜面的粗糙程度相同时，物体重力越小越省力；
（3）物体重力G、斜面的粗糙程度相同时，斜面的倾角越大越省力。
6、斜面的应用：
盘山公路、螺旋（饮料瓶瓶盖、木螺丝、螺杆、螺母、螺旋式千斤顶）、楼梯、滑梯等。
一、中考题型分析
在中考试卷中，斜面及斜面的机械效率是力学常考知识点，结合测力计读数、功、机械效率的计算等知识考查，侧重考查有用功、总功、机械效率的计算以及影响斜面机械效率高低的因素。中考中，主要以实验、计算形式考查，分值在2分—6分左右。
二、典例精析
★考点一：斜面机械效率的计算
◆典例一：(2019·广州)如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械效率为（ ）
A. B. C. D.
◆典例二：(2019·深圳) 如图所示，斜面长L=8m，高h=3m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s。求：
（1）有用功W有用；
（2）拉力做功的功率P；
（3）物体受到的摩擦力f；
（4）该斜面的机械效率η。
★考点二：探究影响斜面的机械效率的因素
◆典例：（2019·眉山）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、 弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：
实验次数
斜面倾斜程度
木块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长度L/m
机械效率
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做___________运动，该过程中木块的机械能___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为___________，斜面对木块的摩擦力为___________N。
（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：________________________________。
（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例：__________________________________________。
1、（2019·常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端,已知拉力F=250N。对此过程，下列结果中正确的是（ ）
A.有用功为1000J B.总功为1600J C.额外功为200J D.机械效率为60%
2、（2019·铁岭）如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N木箱10s内与速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是（ ）
A.拉力F做功的功率是16W B.克服木箱重力做功是900J
C.斜面的机械效率是62.5% D.若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
3、（2019·达州）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＝10N/kg）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。
4、(2019·威海)如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500 N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中(此过程弹簧始终处于被拉伸状态)，小明对绳的拉力所做的功为1 000 J，克服弹簧拉力做功300 J，则克服物块重力做的功为____J，物块与斜面之间摩擦力的大小为____N。(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦)
5、（2019·乐山）在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=400N，拉动的距离L=4.5m，提升高度h=1.8m，所用时间t=30s。则拉力F做功的功率为 W，此过程中物体受到的摩擦力为 N。
6、（2019·兰州）如图所示，斜面长2m、高1m，把一个质量为24kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端，需要克服重力做功 J。若斜面是光滑的，则沿斜面向上的拉力 N。在“核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”三种工具中属于斜面的是 。（g=10N/kg）
7、（2019·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=2m，长L=10m 的斜面顶端。如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s 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80W。
求：
（1）拉力F的大小；
（2）该斜面的机械效率；
（3）木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力。
9、（2019·攀枝花）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v=2m/s，经过t=10s，货物A竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；
（2）汽车对绳的拉力大小；
（3）斜面的机械效率。
10、（2019·赤峰）一木块重480N体积为0.08m3，用力F将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离L的关系如图乙所示。整个过程的额外功是320J。（g=10N/kg）求：
（1）木块的密度；
（2）拉力F大小；
（3）斜面的机械效率。
11、（2019·无锡）在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤顶是一种常用工具，图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图，使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于机车车身下，用手摇动扳手使扳手绕O点不断旋转，带动丝杆转动，通过丝杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起，丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实的实物图。
（1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的，在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？（ ）
滑轮 B. 滑轮组 C. 杠杆 D. 斜面
（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。
①若底部支撑台与地面接触面积为0.04m2，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对
地面产生的压强是多大？
②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离，若人摇动扳手使顶升在1min内升高12cm，用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%，则人做功的功率是多大？
12、（2019·辽宁中考模拟）在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：
实验次数
斜面倾角θ
物块重量G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长S/m
有用功W有/J
总 功W总/J
斜面的机械效率
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上_____拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_____移动（填“左”或“右”）；
（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为_____%，第②次实验中总功为_____J；
（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想_____（填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：_____ ；
（4）此实验主要用到的研究方法是_____；
（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与_____（写出一个）有关。
13、（2019·淄博）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。
实验
次数
滑轮
材质
钩码重
G/N
提升的
高度h/m
有用功
W有用/J
拉力
F/N
绳端移动的距离S/m
总功
W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码________，机械效率越高；
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与________有关；
③比较________两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关；
④第5次实验是利用了图________的装置完成的，判断依据是________；
⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为________。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率；
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关．保持斜面倾斜程度不变，可以采用________的方法减小摩擦，从而提筒斜面的机械效率；
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都______；下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是________；
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律
二、典例精析
★考点一：斜面机械效率的计算
◆典例一：(2019·广州)如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械效率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】用斜面拉物体乙时所做的有用功为W有用=GH，由题意知，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点过程绳的拉力对甲做的功为WAB=GH，故有W有用=WAB；用斜面拉物体乙时所做的总功为W总=WCD，所以斜面的机械效率为，故A正确。
【考点】斜面机械效率的计算。
◆典例二：(2019·深圳) 如图所示，斜面长L=8m，高h=3m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s。求：
（1）有用功W有用；
（2）拉力做功的功率P；
（3）物体受到的摩擦力f；
（4）该斜面的机械效率η。
【答案】（1）300J （2）40W （3）12.5N （4）75%。
【解析】（1）有用功为W有用=Gh=100N×3m=300J；
（2）拉力所做的功为W总=Fs=50N×8m=400J， 拉力的功率；
（3）额外功为W额外=W总−W有=400J−300J=100J，由W额外=fs得：物体受到的摩擦力；
（4）斜面的机械效率。
【考点】斜面机械效率的计算。
★考点二：探究影响斜面的机械效率的因素
◆典例：（2019·眉山）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、 弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：
实验次数
斜面倾斜程度
木块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长度L/m
机械效率
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做___________运动，该过程中木块的机械能___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为___________，斜面对木块的摩擦力为___________N。
（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：________________________________。
（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例：__________________________________________。
【答案】（1）匀速直线 变大（2）50% 0.9（3）斜面越陡，机械效率越高（4）盘山公路。【解析】（1）在本实验中，应使木块要处于平衡状态，所以应拉着它在斜面上做匀速直线运动。由于木块沿斜面匀速上升，所以在它运动的过程中，动能大小不变，但由于高度变高，所以重力势能变大，所以机械能变大。
（2）从第二组数据可得，W有用=Gh=3N×0.3m=0.9J，W总=Fs=1.8N×1m=1.8J，
；对于斜面来说，克服摩擦力做的功为额外功，所以W额外=W总－W有用=1.8J-0.9J=0.9J，所以摩擦力；
（3）通过3次实验对比，可得出结论：斜面越陡，机械效率越高。斜面越陡，则拉动物体运动时，物体受到的摩擦力越小，所以做的额外功减少，因而机械效率会提高。
（4）盘山公路、用木板搭成斜面，将重物推上汽车、螺旋等都正确。
【考点】探究影响斜面的机械效率的因素。
1、（2019·常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端,已知拉力F=250N。对此过程，下列结果中正确的是（ ）
A.有用功为1000J B.总功为1600J C.额外功为200J D.机械效率为60%
【答案】C。
【解析】有用功W有用=Gh=400N×2m=800J，拉力所做的功W总=Fs=250N×4m=1000J，额外功W额外=W总−W有=1000J−800J=200J，斜面的机械效率，故C正确。故选C。
【考点】斜面机械效率的计算。
2、（2019·铁岭）如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N木箱10s内与速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是（ ）
A.拉力F做功的功率是16W B.克服木箱重力做功是900J
C.斜面的机械效率是62.5% D.若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
【答案】C。
【解析】拉力F做的总功W总=Fs=160N×3m=480J，时间t=10s，所以功率，A错误；克服木箱重力做的功是有用功，所以有用功W有用=Gh=300N×1m=300J，B错误；斜面的机械效率，C正确；由上面的计算可知，，斜面与地面的夹角θ越大，斜面的效率越大，D错误。故选C。
【考点】斜面机械效率的计算。
3、（2019·达州）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＝10N/kg）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】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；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；
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额外=W总﹣W有用=2.5×104J﹣2×104J=5×103J，由W额外=fL可得，摩擦力。
【考点】斜面机械效率的计算。
4、(2019·威海)如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500 N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中(此过程弹簧始终处于被拉伸状态)，小明对绳的拉力所做的功为1 000 J，克服弹簧拉力做功300 J，则克服物块重力做的功为____J，物块与斜面之间摩擦力的大小为____N。(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦)
【答案】500 100。
【解析】已知斜面的倾角为30°，物块沿斜面向上匀速运动2m，则物体上升的的高度，克服物块重力做的功W有用=Gh=500N×1m=500J；W额外=W总﹣W1﹣W有用=1000J﹣300J﹣500J=200J，由W额=fs可得，物块与斜面之间摩擦力。
【考点】斜面机械效率的计算。
5、（2019·乐山）在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=400N，拉动的距离L=4.5m，提升高度h=1.8m，所用时间t=30s。则拉力F做功的功率为 W，此过程中物体受到的摩擦力为 N。
【答案】60 160。
【解析】拉力所做的总功W总=FL=400N×4.5m=1800J，拉力F做功的功率；此过程中有用功W有=Gh=600N×1.8m=1080J，克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有用=1800J-1080J=720J，由W额=fs得，物体所受斜面的摩擦力。
【考点】斜面机械效率的计算。
6、（2019·兰州）如图所示，斜面长2m、高1m，把一个质量为24kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端，需要克服重力做功 J。若斜面是光滑的，则沿斜面向上的拉力 N。在“核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”三种工具中属于斜面的是 。（g=10N/kg）
【答案】240 120 红酒开瓶器。
【解析】克服重力做功W=Gh=mgh=24kg×10N/kg×1m=240J；若斜面是光滑的，则FL= Gh，拉力；核桃钳属于杠杆，红酒开瓶器上螺纹属于斜面，家中升降晾衣架上的滑轮属于滑轮组。
【考点】斜面机械效率的计算。
7、（2019·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=2m，长L=10m 的斜面顶端。如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s 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80W。
求：
（1）拉力F的大小；
（2）该斜面的机械效率；
（3）木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力。
【答案】（1）400N （2）60% （3）160N。
【解析】（1）物体沿斜面运动的速度，根据P=Fv可得，拉力F的大小；
（2）有用功W有用=Gh=1200N×2m=2400J，总功W总=FL=400N×10m=4000J，机械效率；
（3）额外功来自克服斜面摩擦做功，所以。
【考点】斜面机械效率的计算。
9、（2019·攀枝花）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v=2m/s，经过t=10s，货物A竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；
（2）汽车对绳的拉力大小；
（3）斜面的机械效率。
【答案】（1）1.2×106J （2）20000N （3）75%。
【解析】（1）由可得，t时间内汽车对绳的拉力所做的功W=Pt=1.2×105W×10s=1.2×106J；
（2）10s内货物移动的距离s物=vt=2m/s×10s=20m，由图可知，n=3，拉力端移动距离s=
3s物=3×20m=60m，由W=Fs可得汽车对绳的拉力大小；
（3）不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力F拉=3F=3×20000N=60000N，斜面的机械效率。
【考点】斜面机械效率的计算。
10、（2019·赤峰）一木块重480N体积为0.08m3，用力F将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离L的关系如图乙所示。整个过程的额外功是320J。（g=10N/kg）求：
（1）木块的密度；
（2）拉力F大小；
（3）斜面的机械效率。
【答案】（1）0.8×103kg/m3 （2）200N （3）60%。
【解析】（1）木块的质量，体积V=0.08m3，所以木块的密度；
（2）由乙图可知，当木块沿斜面运动距离L=4m时，拉力F做的功W=800J，由W=Fs可得，拉力；
（3）用力F将木块沿斜面匀速拉到高处时，拉力做的功为总功，即W总=800J，已知额外功W额外=320J，所以有用功W有用=W总-W额外=800J-320J=480J，斜面的机械效率。
【考点】斜面机械效率的计算。
11、（2019·无锡）在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤顶是一种常用工具，图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图，使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于机车车身下，用手摇动扳手使扳手绕O点不断旋转，带动丝杆转动，通过丝杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起，丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实的实物图。
（1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的，在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？（ ）
滑轮 B. 滑轮组 C. 杠杆 D. 斜面
（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。
①若底部支撑台与地面接触面积为0.04m2，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对
地面产生的压强是多大？
②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离，若人摇动扳手使顶升在1min内升高12cm，用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%，则人做功的功率是多大？
【答案】（1）D （2）①2.5×105Pa ②25W。
【解析】（1）丝杆上的梯形扣呈斜坡状，属于斜面；
（2）①千斤顶自身重量忽略不计，千斤顶对地面的压力大小F=10000N，千斤顶对地面产生的压强；
②有用功W有用=F支持h=10000N×0.12m=1.2×103J，人做的功，
人做功的功率。
【考点】斜面机械效率的计算。
12、（2019·辽宁中考模拟）在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：
实验次数
斜面倾角θ
物块重量G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长S/m
有用功W有/J
总 功W总/J
斜面的机械效率
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上_____拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_____移动（填“左”或“右”）；
（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为_____%，第②次实验中总功为_____J；
（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想_____（填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：_____ ；
（4）此实验主要用到的研究方法是_____；
（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与_____（写出一个）有关。
【答案】（1）匀速 左 （2）60 3.0 （3）A 在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；或在其它条件相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关 （4）控制变量法 （5）斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等。
【解析】（1）在本实验中，应使木块要处于平衡状态，所以应拉着它在斜面上做匀速直线运动；斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾角变大，木块向右移动倾角变小；
（2）第①次实验斜面的机械效率；第二次实验中总功W总=FS=2.5N×1.2m=3.0J；
（3）对比实验①、②数据，控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角），改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系，验证的是猜想A；对比实验②、③数据，物体重力相同，倾角不同，所以可以得出的结论是在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；
（4）实验①、②数据，控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角），改变的是物体的重力；实验②、③数据，物体重力相同，倾角不同，所以采用是是控制变量法；
（5）除了小华的猜想以外，还可以猜想斜面的机械效率还可能还与斜面粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等因素有关。
【考点】探究影响斜面的机械效率的因素。
13、（2019·淄博）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。
实验
次数
滑轮
材质
钩码重
G/N
提升的
高度h/m
有用功
W有用/J
拉力
F/N
绳端移动的距离S/m
总功
W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码________，机械效率越高；
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与________有关；
③比较________两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关；
④第5次实验是利用了图________的装置完成的，判断依据是________；
⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为________。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率；
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关．保持斜面倾斜程度不变，可以采用________的方法减小摩擦，从而提筒斜面的机械效率；
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都______；下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是________；
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律
【答案】（1）①重力越大 ②动滑轮的重力 ③2和3 ④图乙 第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等 ⑤80% （2）减小接触面的粗糙程度 （3）不能省功 B。
【解析】（1）①比较1和2两次实验可知，当提升钩码的高度相同，提升钩码重力不同时，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率就越高；②比较3和4两次实验可知，滑轮材质不同，所以滑轮重力大小，导致滑轮组的机械效率不同，故滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关；③比较2和3两次实验可知，当提升钩码的重力相同，提升高度不同时，滑轮组的机械效率相同，故滑轮组的机械效率与提升钩码的高度无关；④第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等，所以第5次实验是利用了定滑轮完成的，故是利用了图乙完成的；
⑤图甲中的绳子段数n=3，由题知，G物=6N，F拉=2.5N，则滑轮组的机械效率；
（2）斜面倾斜程度不变时，物体对斜面的压力也会不变，所以可以采用减小接触面的粗糙程度的方法来减小摩擦；
（3）假设没有额外功，总功等于有用功，可见使用任何机械都不能省功；本题用到了理想实验法，牛顿第一定律在推理过程中也用到此方法，故选B。
【考点】探究影响斜面的机械效率的因素。
《斜面及斜面的机械效率》考点+训练
斜面及斜面的机械效率是初中物理力学中重要知识，也是中考中常考实验之一。通过斜面及斜面的机械效率考查，能很好考查学生的对机械效率知识的掌握情况，加深对机械效率的理解。
1、斜面的定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
2、斜面特点：斜面是一种省力的简单机械。
用斜面把重力为G的物体推到高处时,如果不计摩擦力,已知斜面长为L,高为h，倾角为α，推力F所做的功WF=FL，不用斜面而由人直接将该重物提到同一高度时克服重力所做的功WG=Gh，根据机械功的原理（使用任何机械都不省功），得FL=Gh,所以F=Gh/L=Gsinα，由于L>h，所以可以省力。
3、斜面的机械效率的计算：
斜面装置
有用功
不用机械直接将重物提到h时克服重力所做的功
W有用=Gh
总功
拉力所做的功
W总=FL或W总=Gh+fL
额外功
克服摩擦力做的功
W额外=W总-W有用或W额外=fL
机械效率
用用功与总功的比值
或
4、实验：探究影响斜面的机械效率的因素：
（1）实验器材：斜面、重力不同长方体物块、弹簧测力计、刻度尺、毛巾、棉布
（2）实验原理：
（3）实验方法：控制变量法
a.探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系时，控制物体重力、与斜面接触面积、斜面长L不变，改变的是斜面的高度h从而改变斜面倾斜程度；
b. 探究斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小的关系时，控制木块的重量G不变，斜面长L不变，斜面的高度h不变，改变的是物体斜面接触面积使（用同一个长方体物块，使它的不同面与题意个斜面接触）
c．探究斜面的机械效率与它的粗糙程度的关系时，控制木块的重量G不变，斜面长L不变，斜面的高度h不变，改变的是斜面的粗糙程度（使用同一个长方体物块的同一个面，使它分别在倾角相同的木板、铺由毛巾、棉布的斜面上运动）；
d. 探究斜面的机械效率与物体的重力的关系时，控制斜面粗糙程度相同、接触面积相同，斜面长L不变，斜面的高度h不变，改变物体重力G。
（4）注意事项：
a.拉动物体时，应使物体匀速直线运动，但此时测力计的拉力并不等于摩擦力，而是大于摩擦力；
b. 测拉力时，要在物体匀速运动时读数；
c. 物体沿斜面上升时，额外功主要来自克服摩擦做功，所以。
（5）结论：
a. 在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；
b. 斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关；
c. 在其他条件一定时，斜面表面粗糙程度越大，机械效率越低；
d. 斜面的机械效率与物体重力无关。
（6）提高斜面机械效率的方法:
在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，斜面表面粗糙程度越小，机械效率越高。所以提高斜面机械效率的方法是增大斜面的倾斜程度、减小斜面表面粗糙程度。
5、影响斜面拉力大小的因素：物体重力G、斜面的倾角、斜面的粗糙程度。
（1）物体重力G、斜面的倾角相同时，斜面越光滑越省力；
（2）斜面的倾角、斜面的粗糙程度相同时，物体重力越小越省力；
（3）物体重力G、斜面的粗糙程度相同时，斜面的倾角越大越省力。
6、斜面的应用：
盘山公路、螺旋（饮料瓶瓶盖、木螺丝、螺杆、螺母、螺旋式千斤顶）、楼梯、滑梯等。
一、中考题型分析
在中考试卷中，斜面及斜面的机械效率是力学常考知识点，结合测力计读数、功、机械效率的计算等知识考查，侧重考查有用功、总功、机械效率的计算以及影响斜面机械效率高低的因素。中考中，主要以实验、计算形式考查，分值在2分—6分左右。
二、典例精析
★考点一：斜面机械效率的计算
◆典例一：(2019·广州)如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械效率为（ ）
A. B. C. D.
◆典例二：(2019·深圳) 如图所示，斜面长L=8m，高h=3m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s。求：
（1）有用功W有用；
（2）拉力做功的功率P；
（3）物体受到的摩擦力f；
（4）该斜面的机械效率η。
★考点二：探究影响斜面的机械效率的因素
◆典例：（2019·眉山）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、 弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：
实验次数
斜面倾斜程度
木块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长度L/m
机械效率
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做___________运动，该过程中木块的机械能___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为___________，斜面对木块的摩擦力为___________N。
（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：________________________________。
（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例：__________________________________________。
1、（2019·常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端,已知拉力F=250N。对此过程，下列结果中正确的是（ ）
A.有用功为1000J B.总功为1600J C.额外功为200J D.机械效率为60%
2、（2019·铁岭）如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N木箱10s内与速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是（ ）
A.拉力F做功的功率是16W B.克服木箱重力做功是900J
C.斜面的机械效率是62.5% D.若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
3、（2019·达州）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＝10N/kg）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。
4、(2019·威海)如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500 N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中(此过程弹簧始终处于被拉伸状态)，小明对绳的拉力所做的功为1 000 J，克服弹簧拉力做功300 J，则克服物块重力做的功为____J，物块与斜面之间摩擦力的大小为____N。(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦)
5、（2019·乐山）在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=400N，拉动的距离L=4.5m，提升高度h=1.8m，所用时间t=30s。则拉力F做功的功率为 W，此过程中物体受到的摩擦力为 N。
6、（2019·兰州）如图所示，斜面长2m、高1m，把一个质量为24kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端，需要克服重力做功 J。若斜面是光滑的，则沿斜面向上的拉力 N。在“核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”三种工具中属于斜面的是 。（g=10N/kg）
7、（2019·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=2m，长L=10m 的斜面顶端。如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s 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80W。
求：
（1）拉力F的大小；
（2）该斜面的机械效率；
（3）木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力。
9、（2019·攀枝花）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v=2m/s，经过t=10s，货物A竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；
（2）汽车对绳的拉力大小；
（3）斜面的机械效率。
10、（2019·赤峰）一木块重480N体积为0.08m3，用力F将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离L的关系如图乙所示。整个过程的额外功是320J。（g=10N/kg）求：
（1）木块的密度；
（2）拉力F大小；
（3）斜面的机械效率。
11、（2019·无锡）在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤顶是一种常用工具，图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图，使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于机车车身下，用手摇动扳手使扳手绕O点不断旋转，带动丝杆转动，通过丝杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起，丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实的实物图。
（1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的，在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？（ ）
滑轮 B. 滑轮组 C. 杠杆 D. 斜面
（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。
①若底部支撑台与地面接触面积为0.04m2，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对
地面产生的压强是多大？
②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离，若人摇动扳手使顶升在1min内升高12cm，用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%，则人做功的功率是多大？
12、（2019·辽宁中考模拟）在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：
实验次数
斜面倾角θ
物块重量G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长S/m
有用功W有/J
总 功W总/J
斜面的机械效率
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上_____拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_____移动（填“左”或“右”）；
（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为_____%，第②次实验中总功为_____J；
（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想_____（填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：_____ ；
（4）此实验主要用到的研究方法是_____；
（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与_____（写出一个）有关。
13、（2019·淄博）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。
实验
次数
滑轮
材质
钩码重
G/N
提升的
高度h/m
有用功
W有用/J
拉力
F/N
绳端移动的距离S/m
总功
W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码________，机械效率越高；
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与________有关；
③比较________两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关；
④第5次实验是利用了图________的装置完成的，判断依据是________；
⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为________。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率；
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关．保持斜面倾斜程度不变，可以采用________的方法减小摩擦，从而提筒斜面的机械效率；
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都______；下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是________；
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律
二、典例精析
★考点一：斜面机械效率的计算
◆典例一：(2019·广州)如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械效率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】用斜面拉物体乙时所做的有用功为W有用=GH，由题意知，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点过程绳的拉力对甲做的功为WAB=GH，故有W有用=WAB；用斜面拉物体乙时所做的总功为W总=WCD，所以斜面的机械效率为，故A正确。
【考点】斜面机械效率的计算。
◆典例二：(2019·深圳) 如图所示，斜面长L=8m，高h=3m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s。求：
（1）有用功W有用；
（2）拉力做功的功率P；
（3）物体受到的摩擦力f；
（4）该斜面的机械效率η。
【答案】（1）300J （2）40W （3）12.5N （4）75%。
【解析】（1）有用功为W有用=Gh=100N×3m=300J；
（2）拉力所做的功为W总=Fs=50N×8m=400J， 拉力的功率；
（3）额外功为W额外=W总−W有=400J−300J=100J，由W额外=fs得：物体受到的摩擦力；
（4）斜面的机械效率。
【考点】斜面机械效率的计算。
★考点二：探究影响斜面的机械效率的因素
◆典例：（2019·眉山）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、 弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：
实验次数
斜面倾斜程度
木块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长度L/m
机械效率
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做___________运动，该过程中木块的机械能___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为___________，斜面对木块的摩擦力为___________N。
（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：________________________________。
（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例：__________________________________________。
【答案】（1）匀速直线 变大（2）50% 0.9（3）斜面越陡，机械效率越高（4）盘山公路。【解析】（1）在本实验中，应使木块要处于平衡状态，所以应拉着它在斜面上做匀速直线运动。由于木块沿斜面匀速上升，所以在它运动的过程中，动能大小不变，但由于高度变高，所以重力势能变大，所以机械能变大。
（2）从第二组数据可得，W有用=Gh=3N×0.3m=0.9J，W总=Fs=1.8N×1m=1.8J，
；对于斜面来说，克服摩擦力做的功为额外功，所以W额外=W总－W有用=1.8J-0.9J=0.9J，所以摩擦力；
（3）通过3次实验对比，可得出结论：斜面越陡，机械效率越高。斜面越陡，则拉动物体运动时，物体受到的摩擦力越小，所以做的额外功减少，因而机械效率会提高。
（4）盘山公路、用木板搭成斜面，将重物推上汽车、螺旋等都正确。
【考点】探究影响斜面的机械效率的因素。
1、（2019·常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端,已知拉力F=250N。对此过程，下列结果中正确的是（ ）
A.有用功为1000J B.总功为1600J C.额外功为200J D.机械效率为60%
【答案】C。
【解析】有用功W有用=Gh=400N×2m=800J，拉力所做的功W总=Fs=250N×4m=1000J，额外功W额外=W总−W有=1000J−800J=200J，斜面的机械效率，故C正确。故选C。
【考点】斜面机械效率的计算。
2、（2019·铁岭）如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N木箱10s内与速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是（ ）
A.拉力F做功的功率是16W B.克服木箱重力做功是900J
C.斜面的机械效率是62.5% D.若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
【答案】C。
【解析】拉力F做的总功W总=Fs=160N×3m=480J，时间t=10s，所以功率，A错误；克服木箱重力做的功是有用功，所以有用功W有用=Gh=300N×1m=300J，B错误；斜面的机械效率，C正确；由上面的计算可知，，斜面与地面的夹角θ越大，斜面的效率越大，D错误。故选C。
【考点】斜面机械效率的计算。
3、（2019·达州）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＝10N/kg）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】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；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；
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额外=W总﹣W有用=2.5×104J﹣2×104J=5×103J，由W额外=fL可得，摩擦力。
【考点】斜面机械效率的计算。
4、(2019·威海)如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500 N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中(此过程弹簧始终处于被拉伸状态)，小明对绳的拉力所做的功为1 000 J，克服弹簧拉力做功300 J，则克服物块重力做的功为____J，物块与斜面之间摩擦力的大小为____N。(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦)
【答案】500 100。
【解析】已知斜面的倾角为30°，物块沿斜面向上匀速运动2m，则物体上升的的高度，克服物块重力做的功W有用=Gh=500N×1m=500J；W额外=W总﹣W1﹣W有用=1000J﹣300J﹣500J=200J，由W额=fs可得，物块与斜面之间摩擦力。
【考点】斜面机械效率的计算。
5、（2019·乐山）在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=400N，拉动的距离L=4.5m，提升高度h=1.8m，所用时间t=30s。则拉力F做功的功率为 W，此过程中物体受到的摩擦力为 N。
【答案】60 160。
【解析】拉力所做的总功W总=FL=400N×4.5m=1800J，拉力F做功的功率；此过程中有用功W有=Gh=600N×1.8m=1080J，克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有用=1800J-1080J=720J，由W额=fs得，物体所受斜面的摩擦力。
【考点】斜面机械效率的计算。
6、（2019·兰州）如图所示，斜面长2m、高1m，把一个质量为24kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端，需要克服重力做功 J。若斜面是光滑的，则沿斜面向上的拉力 N。在“核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”三种工具中属于斜面的是 。（g=10N/kg）
【答案】240 120 红酒开瓶器。
【解析】克服重力做功W=Gh=mgh=24kg×10N/kg×1m=240J；若斜面是光滑的，则FL= Gh，拉力；核桃钳属于杠杆，红酒开瓶器上螺纹属于斜面，家中升降晾衣架上的滑轮属于滑轮组。
【考点】斜面机械效率的计算。
7、（2019·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=2m，长L=10m 的斜面顶端。如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s 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80W。
求：
（1）拉力F的大小；
（2）该斜面的机械效率；
（3）木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力。
【答案】（1）400N （2）60% （3）160N。
【解析】（1）物体沿斜面运动的速度，根据P=Fv可得，拉力F的大小；
（2）有用功W有用=Gh=1200N×2m=2400J，总功W总=FL=400N×10m=4000J，机械效率；
（3）额外功来自克服斜面摩擦做功，所以。
【考点】斜面机械效率的计算。
9、（2019·攀枝花）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v=2m/s，经过t=10s，货物A竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；
（2）汽车对绳的拉力大小；
（3）斜面的机械效率。
【答案】（1）1.2×106J （2）20000N （3）75%。
【解析】（1）由可得，t时间内汽车对绳的拉力所做的功W=Pt=1.2×105W×10s=1.2×106J；
（2）10s内货物移动的距离s物=vt=2m/s×10s=20m，由图可知，n=3，拉力端移动距离s=
3s物=3×20m=60m，由W=Fs可得汽车对绳的拉力大小；
（3）不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力F拉=3F=3×20000N=60000N，斜面的机械效率。
【考点】斜面机械效率的计算。
10、（2019·赤峰）一木块重480N体积为0.08m3，用力F将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离L的关系如图乙所示。整个过程的额外功是320J。（g=10N/kg）求：
（1）木块的密度；
（2）拉力F大小；
（3）斜面的机械效率。
【答案】（1）0.8×103kg/m3 （2）200N （3）60%。
【解析】（1）木块的质量，体积V=0.08m3，所以木块的密度；
（2）由乙图可知，当木块沿斜面运动距离L=4m时，拉力F做的功W=800J，由W=Fs可得，拉力；
（3）用力F将木块沿斜面匀速拉到高处时，拉力做的功为总功，即W总=800J，已知额外功W额外=320J，所以有用功W有用=W总-W额外=800J-320J=480J，斜面的机械效率。
【考点】斜面机械效率的计算。
11、（2019·无锡）在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤顶是一种常用工具，图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图，使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于机车车身下，用手摇动扳手使扳手绕O点不断旋转，带动丝杆转动，通过丝杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起，丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实的实物图。
（1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的，在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？（ ）
滑轮 B. 滑轮组 C. 杠杆 D. 斜面
（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。
①若底部支撑台与地面接触面积为0.04m2，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对
地面产生的压强是多大？
②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离，若人摇动扳手使顶升在1min内升高12cm，用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%，则人做功的功率是多大？
【答案】（1）D （2）①2.5×105Pa ②25W。
【解析】（1）丝杆上的梯形扣呈斜坡状，属于斜面；
（2）①千斤顶自身重量忽略不计，千斤顶对地面的压力大小F=10000N，千斤顶对地面产生的压强；
②有用功W有用=F支持h=10000N×0.12m=1.2×103J，人做的功，
人做功的功率。
【考点】斜面机械效率的计算。
12、（2019·辽宁中考模拟）在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：
实验次数
斜面倾角θ
物块重量G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长S/m
有用功W有/J
总 功W总/J
斜面的机械效率
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上_____拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_____移动（填“左”或“右”）；
（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为_____%，第②次实验中总功为_____J；
（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想_____（填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：_____ ；
（4）此实验主要用到的研究方法是_____；
（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与_____（写出一个）有关。
【答案】（1）匀速 左 （2）60 3.0 （3）A 在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；或在其它条件相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关 （4）控制变量法 （5）斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等。
【解析】（1）在本实验中，应使木块要处于平衡状态，所以应拉着它在斜面上做匀速直线运动；斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾角变大，木块向右移动倾角变小；
（2）第①次实验斜面的机械效率；第二次实验中总功W总=FS=2.5N×1.2m=3.0J；
（3）对比实验①、②数据，控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角），改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系，验证的是猜想A；对比实验②、③数据，物体重力相同，倾角不同，所以可以得出的结论是在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；
（4）实验①、②数据，控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角），改变的是物体的重力；实验②、③数据，物体重力相同，倾角不同，所以采用是是控制变量法；
（5）除了小华的猜想以外，还可以猜想斜面的机械效率还可能还与斜面粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等因素有关。
【考点】探究影响斜面的机械效率的因素。
13、（2019·淄博）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。
实验
次数
滑轮
材质
钩码重
G/N
提升的
高度h/m
有用功
W有用/J
拉力
F/N
绳端移动的距离S/m
总功
W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码________，机械效率越高；
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与________有关；
③比较________两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关；
④第5次实验是利用了图________的装置完成的，判断依据是________；
⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为________。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率；
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关．保持斜面倾斜程度不变，可以采用________的方法减小摩擦，从而提筒斜面的机械效率；
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都______；下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是________；
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律
【答案】（1）①重力越大 ②动滑轮的重力 ③2和3 ④图乙 第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等 ⑤80% （2）减小接触面的粗糙程度 （3）不能省功 B。
【解析】（1）①比较1和2两次实验可知，当提升钩码的高度相同，提升钩码重力不同时，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率就越高；②比较3和4两次实验可知，滑轮材质不同，所以滑轮重力大小，导致滑轮组的机械效率不同，故滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关；③比较2和3两次实验可知，当提升钩码的重力相同，提升高度不同时，滑轮组的机械效率相同，故滑轮组的机械效率与提升钩码的高度无关；④第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等，所以第5次实验是利用了定滑轮完成的，故是利用了图乙完成的；
⑤图甲中的绳子段数n=3，由题知，G物=6N，F拉=2.5N，则滑轮组的机械效率；
（2）斜面倾斜程度不变时，物体对斜面的压力也会不变，所以可以采用减小接触面的粗糙程度的方法来减小摩擦；
（3）假设没有额外功，总功等于有用功，可见使用任何机械都不能省功；本题用到了理想实验法，牛顿第一定律在推理过程中也用到此方法，故选B。
【考点】探究影响斜面的机械效率的因素。
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