初中物理常考习题考法与解法：专题五 初中物理斜面问题专论

这是一份初中物理常考习题考法与解法：专题五 初中物理斜面问题专论，共8页。试卷主要包含了以斜面为载体进行受力分析，以斜面为载体，做力的示意图，以斜面为载体，进行探究实验，斜面问题综合训练题等内容，欢迎下载使用。
专题五 初中物理斜面问题专论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。一、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。【例题1】如图所示，滑块在斜面上匀速下滑，下列有关说法正确的是（　　）A．滑块所受重力的方向垂直斜面向下B．滑块所受弹力的施力物体是地面C．滑块受到重力、弹力的作用D．滑块受到重力、弹力和摩擦力的作用分析：物体匀速下滑，受力平衡，对物体进行受力分析即可求解，注意不能分析下滑力．解析：物体匀速下滑，受力平衡，对物体进行受力分析即可求解，注意不能分析下滑力．A.重力的方向是竖直向下的，故A错误；B.物体受到的弹力方向垂直斜面向上，故B错误；C、D.物体匀速下滑，受力平衡，对物体进行受力分析可知，物体受到重力、支持力，向上的滑动摩擦力，下滑力是效果力不能分析，故C错误，D正确．故答案为：D．点评：本题主要考查了同学们受力分析的能力，注意不能分析下滑力，难度不大，属于基础题．二、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。【例题2】如图，一物体以某一速度冲上表面粗糙的固定斜面，请画出物体在上滑过程中所受的力的示意图．（力的作用点画在物体的重心）答案：其受力示意图如下图所示。．解析；物体一定受到竖直向下的重力G，冲上粗糙斜面时会受到斜面对它沿斜面向下的摩擦力f、斜面对它的支持力F（方向垂直于斜面向上），力的作用点画在物体的重心上。三、以斜面为载体，探究机械功与能的关系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。【例题3】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分析：（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．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．点评：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四、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=Fv，根据W=Gh求出有用功，推力做的功W=Fs即总功，然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率．【例题4】如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点．已知AB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　    　。（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？分析：（1）斜面属于简单机械的一种，使用斜面可以省力；（2）运用速度公式v=，代入数值可求速度；（3）运用P=Fv，代入数值可求功率大小；（4）根据W=Gh求出有用功；推力做的功，W=Fs即总功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率． 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；在水平面上运动的速度为：v===0.24m/s；（3）水平推力做功的功率：P=Fv=100N×0.24m/s=24W；（4）在斜面上推力做的功：W总=F′s=500N×3m=1500J；做的有用功：W有=Gh=800N×1.5m=1200J；则斜面的效率：η==×100%=80%；故答案为：（1）利用斜面搬运货物主要是为了省力；（2）货物在水平面上运动的速度为0.24m/s；（3）水平推力做功的功率为24W；（4）斜面的机械效率为80%．点评：本题是以斜面为载体，考查多个知识点的综合题。需要灵活掌握有用功、总功、机械效率的求法就不难解决。五、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。【例题5】物理实验小组的同学在学习“测量平均速度”时，想测量从斜面上滑下的物体在不同阶段时的平均速度，设计了如图所示的实验装置；让小车从带有刻度（分度值为1cm）的斜面顶端由静止滑下，图中的圆圈是小车到达A、B、C三个位置时电子表的显示时间（圆圈里面的数字分别表示“小时∶分∶秒”），则（1）该实验是根据公式　　    进行测量的；（2）通过分析图中所给信息可以判断：小车从斜面顶端运动到底端的过程中　　（选填“是”或“不是”）做匀速直线运动；（3）小车在AC段运动的平均速度vAC是　　    m/s；（4）在实验前必须熟练使用电子表，如果小车到达C点还没有停止计时，则会使所测量的运动时间偏　　    ．分析：（1）测平均速度实验原理就是平均速度公式。（2）匀速直线运动是指物体在每段路程的速度都相等。可以分别计算一下在AB段、 BC段、 AC段的速度。（3）找到小车在AC段运动的时间和路程，可以求出平均速度。（4）如果小车到达C点还没有停止计时，则会使所测量的运动时间偏大，如果小车到达C点前计时，则会使所测量的运动时间偏小。解析:（1）平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值，计算公式为v=S/t（2）由图知，sAB=10dm-6dm=4dm=0.4m，tAB=2ssBC=6dm-1dm=5dm=0.5m，tBC=1s；则vAB=sAB/tAB=0.4m/2s=0.2m/s，vBC=sBC/tBC=0.5m/1s=0.5m/s根据上面的计算可知，小车做的不是匀速直线运动．（3）由图知，sAC=10dm-1dm=9dm=0.9m，tAC=15：35：23-15：35：20=3s，则vAC=sAC/tAC=0.9m/3s=0.3m/s．(4)如果小车到达C点还没有停止计时，那就导致延迟计时，会使所测量的运动时间偏大。故答案为：（1）v＝s/t （2）不是（3）0.3 （4）大点评：平均速度实验是初中物理属于测量性的实验，抓住实验原理是解决问题的钥匙，难度不大，但需要认真观察，会分析误差。以上从五个方面论述了以斜面为载体，在考法上以填空题、选择题、作图题、实验探究题以及计算题进行命题，考查了多个知识点的物理问题，体现出来的试题类型和知识点十分宽泛。当然还有阅读题、简答题都可以用斜面为载体进行命题，考法也有新意，解法也会更加灵活，希望大家不断探索，为培养高素质人才贡献自己的力量。六、斜面问题综合训练题1．如图所示，一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端，如果小球经过A点时具有的重力势能为50J，若不计空气阻力，以下说法正确的是 （   ）A．小球到达底端时动能大于50JB．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A点时的机械能D．小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能答案：ABD2.如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点．小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点．则（    ）A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少C．小物块从P向M运动过程中，机械能不变D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大答案：ACD3.小明利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作：A.如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．B.如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．C.如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．请针对以上操作回答下列问题：（1）以上操作中错误的一次是＿＿＿＿＿（选填“a”、“b”或“c”）．（2）对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越＿＿＿＿＿．（3）纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将做＿＿＿＿＿运动．答案：（1）B（2）远（3）匀速直线运动4.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小谢同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一光滑的斜面装置，高分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB），推动小木块运动一段距离后停止．请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答以下问题：（1）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度＿＿＿．（选填“相等”或“不相等”）（2）小球推动小木块运动的距离越大，安全隐患＿＿＿．（选填“越大”、“不变”或“越小”）（3）用来研究超载安全隐患时，我们应选择＿＿＿两个图所示实验进行比较．（4）用来研究超速安全隐患时，我们应选择＿＿＿两个图所示实验进行比较．（5）本实验除用到转化的方法外，还用到的重要的科学方法是          。答案：（1）相等（2）越大（3）甲丙（4）甲乙（5）控制变量法。5.如图所示，现将重为5N的物体A沿长s=1.2m，高h=0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3N，所有时间是12s，求：（1）物体A从底端到顶端的平均速度；（2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率；（3）求此斜面的机械效率．（保留一位小数）答案：（1）0.1m/s  （2）0.3W   （3）83.3%6.如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。求：（1）小张推木箱做了多少功？（2）这个过程中，斜面的机械效率是多少？（结果保留一位小数）答案：（1）W总=Fs=600N×3m=1800J（2）W有用=Gh=1000N×1.5m=1500Jη=W有用×100%/W总=1500J×100%/1800J≈83.3%7.某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒，已知斜面长6m、高2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计）．求：（1）拉力F；（2）拉力F做功的功率；（3）箱子和斜面间的摩擦力．答案：（1）250N   （2）300W   （3）100N8.建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的机械装置，斜面的倾角为30°且固定在在水平面上．工人用400N的力拉绳子，重为500N的货物沿斜面匀速向上运动6m所用时间为20s，求此过程中（1）重物沿斜面匀速运动的速度大小；（2）工人提升重物做的有用功；（3）该装置的机械效率．答案：（1）0.3m/s   （2）1500J   （3）31.25%