斜面機械效率的計算典型考點歸納練

2025年中考物理二輪復(fù)習(xí)備考

一、計算題

1.如圖，工人用平行于斜面的推力將重為1000N的物體勻速推到1.6m高卡車車廂上，卡車質(zhì)量為

3000kg,輪胎和地面總接觸面積是100cm2,已知斜面長為4m,g取10N/kg.求：

(1)物體被推至卡車車廂后，汽車對地面的壓強；

⑵此過程人做的有用功；

(3)若斜面的機械效率為80%,求物體在被推上卡車過程中受到的摩擦阻力。

2.斜面在生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛。如圖甲所示，利用斜面將水中的物體拉出來，若牽引汽車重

2.4XX104N,共有4個車輪，每個車輪與地面的接觸面積為2dm2。整個過程中，汽車以2m/s的速度

勻速行駛，物體從A到C的過程中，繩子拉力的功率尸隨時間f的關(guān)系如圖乙所示。己知B點為斜面

AC的中點，斜面的長為s,高為h,s=2h。物體的質(zhì)量為80kg,體積為OOlm，,不計繩子與滑輪

間的摩擦和繩重。求：(水的密度為l.OxIoSkg/n?,g取10N/kg)

(1)汽車靜止時，對地面的壓強；

⑵物體全部出水后所受斜面的摩擦力的大小；

(3)物體在水中上升的過程中，斜面的機械效率。(結(jié)果精確到0.1%)

3.在如圖所示的裝置中，斜面長6m,高2m,現(xiàn)將質(zhì)量為210kg的物體從斜面底端勻速拉到頂端,

若滑輪的機械效率為80%,人作用于繩自由端的拉力為600N,求：

(1)人做的總功是多少？

(2)物體與斜面間的摩擦力是多少？

4.如圖所示，在進行探究實驗時，用一塊直木板將質(zhì)量為2000g的正方體物塊勻速拉上平臺，已知

拉力E為：12N,物塊沿木板移動了2m,升高1m,用時20s。不計繩重，g取10N/kg。求:

(1)上移過程中正方體物塊克服木板摩擦所做的功；

(2)此斜面的機械效率(結(jié)果保留到0.1%)。

5.如圖所示，將物體提到高度為〃的平臺上有兩種方法：第一種方法是直接沿豎直方向勻速提起，

此時需要施加的拉力為耳=100N；第二種方法是用平行于斜面的拉力鳥=25N的作用下沿斜面向上

做勻速直線運動；已知斜面長s=5m,高〃=lni,兩次均用時25s；請計算：

(1)用斜面提升物體時，拉力尸2的功率尸;

(2)斜面對物體摩擦力/的大小。

6.如圖所示，利用斜面將箱子推進車廂，通常要比把箱子直接從地面搬進車廂省力多了，某同學(xué)用

100N的力沿斜面向上勻速推動箱子，已知箱子質(zhì)量為20kg,斜面長3m,斜面高1.2m,求：

(1)箱子受到的摩擦力;

7.如圖甲所示，重500N、底面積為OZn?的箱子放在水平地面上?，F(xiàn)用一塊直木板將該箱子勻速拉

上平臺(圖乙)。已知拉力為300N,箱子沿板移動了2m,升高1m,用時20s。求:

(1)箱子對水平地面的壓強是多大?

(2)斜面的機械效率是多少？

(3)箱子受到斜面的摩擦力多大?

甲

8.生活中，利用斜面將重物推上車廂比直接將重物搬上車廂要輕松許多。如圖所示，小聰為了節(jié)省

體力，他用大小為400N的推力廠將質(zhì)量m=50kg的物體沿著高/『1.2m、長s=3m的斜面勻速推上車

廂。這一過程用時10s,推力方向與斜面方向平行。求：

(1)斜面的機械效率；

(2)在勻速推動物體至車廂的過程中，小聰克服物體與斜面之間的摩擦力做功的功率。

利用斜面搬運徒手搬運

9.為了省力，裝修工人用如圖所示的斜面裝置向二樓運送裝飾材料。已知該斜面長為6m,高為3m,

且固定不動。運送材料時，工人用300N的力拉繩子，將裝飾材料在20s內(nèi)沿斜面由底端拉到頂端。

求：

(1)工人拉力的功率；

(2)若該裝置的機械效率為62.5%,則裝飾材料的重是多少？

10.在某項建筑工程中，工人需要將材料箱運到5m高的水平臺上，現(xiàn)用斜面和滑輪搭建了如圖所示

的裝置，已知斜面長為10m,材料箱重為500N,將材料箱由底端拉到頂端用時50s,所用拉力為300N,

不計繩重及繩子與滑輪間的摩擦，拉材料箱的繩子始終與斜面平行，求：

(1)工人做功的功率；

(2)該裝置的機械效率(保留到0.1%)o

11.2024年春節(jié)前夕，合肥地區(qū)普降大雪，給交通帶來很多不便，某小轎車不慎滑到坡底，請來救

援車幫忙，救援車固定不動，利用絞盤、繩子、滑輪將車勻速從坡底拉上來，這個過程可簡化為如圖

所示的模型。若小轎車的質(zhì)量為12,小轎車從斜面底端沿斜面往上被勻速拉動10m,升高了5m,

所用時間為10s,該裝置的機械效率為75%,勻速拉動時拉力/恒定不變，其方向始終與斜面平行。

求：

(1)該過程做的有用功;

(2)拉力的功率；

(3)拉力的大小。

12.工人用如圖所示裝置把重G=1000N的物體，從斜面底部勻速拉到/?=2m高的平臺上(斜面與水

平地面的夾角為30。)，用時r=20s。工人對繩子的拉力為尸=400N,動滑輪重G0=20N,不考慮

繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸的摩擦，求:

⑴繩子對物體做的功卬；

(2)物體在斜面上受到的摩擦力/；

(3)整個裝置的機械效率7o

參考答案

1.(l)3.1xlO6Pa；

(2)1.6xlO3J；

(3)WON

(1)卡車的重力

G=小卡g=3000kgxlON/kg=3OOOON

總重力

G總=6物+3卡=1OOON+3OOOON=31OOON

與地面的接觸面積

S=100cm2=0.01m2

則汽車對地面的壓強

FG*31000N6n

p=—=-^=---------=3.1xlO6Pa

SS0.01m-

(2)此過程中人做的有用功為克服重力做功

%用=G物/z=1000Nxl.6m=1.6xl()3j

(3)由〃=渣得推力做的總功

].6X103J

=2X103J

~rj~80%

推力做的額外功

%=%一％用=2xl()3j—1.6xl()3j=400J

由%=心得物體在被推上卡車過程中受到的摩擦阻力

^^=100N

s4m

2.(l)3xlO5Pa

(2)300N

(3)58.3%

(1)汽車靜止時對地面的壓力

F=G=2.4X104N

4個車輪與地面的接觸面積

S=4X2dm2=8dm2=0.08m2

汽車靜止時，對地面的壓強

4

F2.4X10N5

P~l~0.08m2=3xlOPa

(2)由圖乙知：物體全部出水后，拉力的功率尸=1400W,則

廠P1400W

F=—=700N

v2m/s

物體全部出水后受到拉力尸、重力G、摩擦力/和支持力為(因為支持力的方向始終與物體移動方向

垂直，故支持力對物體不做功)。

物體的重力

=mg=80kgx10N/kg=800N

嗎盧%用+%

由題意知，物體全部出水后物體上升的高度為人，沿斜面運動的距離為s,s=2鼠則

Fs=Gh+fs

即

700Nx2/z=800Nx/z+/x27i

解得戶300N,故物體全部出水后所受斜面的摩擦力的大小為300No

(3)由圖乙知，物體在水中時拉力的功率P=1200W,則

P'1200W

Fr=—=600N

v2m/s

牛==1.0xl03kg/m3xl0N/kgx0.01m3=100N

由題意可知，物體在水中上升的高度為"在水中沿斜面運動的距離為s,則

%用=(3一%)〃

W&=F's

則

7用G-F諄800N-100N

?58.3%

/叱總Fx2/z2尸'2x600N

3.(1)72001

(2)260N

(1)斜面長為L=6m,該滑輪為動滑輪，則繩子自由端通過的距離

s=2￡=2x6m=12m

拉力所做的總功

W總=Ey=600Nx12m=7200J

(2)已知滑輪的機械效率為80%,根據(jù)機械效率公式可得動滑輪對物體所做的功(即使用斜面時做

的總功)

W=W^rj=7200Jx80%=5760J

將物體提到2m高處所做的有用功

W^=Gh=mgh=21Okgx10N/kgx2m=4200J

則克服斜面摩擦力所做的額外功

WSFW-W#=5760J-4200J=1560J

克服斜面摩擦力所做的功為額外功，物體與斜面間的摩擦力

4.(1)4J；(2)83.3%

解：(1)拉力所做的功

W，滬Fs=12Nx2m=24J

正方體物塊的重為

G=mg=2000x10-3kgx10N/kg=20N

該過程的有用功

W^=G/z=20Nxlm=20J

克服摩擦力做的功為額外功，所以箱子克服木板摩擦力所做的功

W后卬新W產(chǎn)24J-20J=4J

(2)斜面的機械效率

〃=%x100%x100%=83.3%

W824J

答：(1)上移過程中正方體物塊克服木板摩擦所做的功為4J；

(2)此斜面的機械效率為83.3%。

5.(1)5W；(2)5N

解：(1)拉力工所做的功

W=&s=25Nx5m=125J

拉力F2做功的功率

P=W=125J=5W

t25s

(2)有用功

%=9=WONxIm=100J

額外功

%=%-%=125J-100J=25J

斜面對物體的摩擦力

/=^<=—=5N

s5m

答：(1)用斜面提升物體時，拉力尸2的功率尸為5W；

(2)斜面對物體摩擦力/的大小為5N。

6.(1)20N；(2)80%

解：(1)箱子受到的重力

G=mg=20kgxION/kg=2OON有用功

%.用=Gh=2OONxl.2m=240J總功

We=F^=100Nx3m=300J克服箱子與斜面間摩擦力做的額外功

%=%一％用=3001-2401=601由皿詢可得，箱子受到的摩擦力

/==20N(2)斜面的機械效率

s3m

W240J

〃=-*100%=右方><100%=80%答：⑴箱子受到的摩擦力為20N；

W總3OOJ

(2)斜面的機械效率為80%。

7.(1)2500Pa；(2)83.3%；(3)50N

解：(1)箱子對水平地面的壓力為

七=GQ500N

根據(jù)p=6可得，箱子對水平地面的壓強是

(2)拉力做的有用功為

%=G〃=500Nx1m=500J

拉力做的總功為

唉=JFS=300Nx2m=600J

斜面的機械效率是

片陛X100%=X100%X83.3%

唯600J

(3)克服箱子在斜面上受到的摩擦力做的額外功為

%=600J-500J=100J

由叫書可得，木箱與斜板之間的摩擦力是

/=^<=—=50N

s2m

答：(1)箱子對水平地面的壓強是2500Pa；

(2)斜面的機械效率是83.3%；

(3)箱子受到斜面的摩擦力是50N。

8.(1)50%；(2)60W

解：(1)質(zhì)量比=50kg；將物體推上車廂做的有用功

W^=G/z=m^/z=50kgx10N/kgx1.2m=600J

推力F=400N；推力做的總功

W.e=F5=400Nx3m=1200J

斜面的機械效率

600J

77=^-xlOO%=x100%=50%

1200J

(2)在勻速推動物體至車廂的過程中，克服物體與斜面之間的摩擦力做的功

W折W總-W?=1200J-600J=600J

克服摩擦力做功的功率

%_600J

P60W

t10s

答：(1)斜面的機械效率是50%；

(2)在勻速推動物體至車廂的過程中，小聰克服物體與斜面之間的摩擦力做功的功率是60W。

9.(1)180W；(2)750N

解：(1)由圖知繩子段數(shù)〃=2,則繩子自由端移動距離為

s繩=2s物=2x6m=12m

工人所做的總功為

Fs繩=300Nxl2m=3600J

工人拉力的功率為

p=^=3600J=180w

20s

(2)該裝置的機械效率為

%Gh

77=^X100%=——xlOO%

%%

即

°*3嗎-1。。％=62.5%

3600J

解得

G=750N

答：(1)工人拉力的功率為180W；

(2)若該裝置的機械效率為62.5%,則裝飾材料的重是750N。

10.(1)60W；(2)83.3%

解：(1)工人做的總功

W產(chǎn)s=300Nx10m=3000J

工人做功的功率為

(2)做的有用功

W^G/?=500Nx5m=2500J

整個裝置的機械效率

77=X100%=X100%=83.3%

町3000J

答：(1)工人做功的功率60W；

(2)該裝置的機械效率為83.3%。

11.(1)6xlO4J；(2)8000W；(3)4000N

解：(1)該過程做的有用功

W薩Gh=mgh=1,2x103kgx10N/kgx5m=6x104J

(2)由〃=獸可得，拉力做的總功為

2千嘿"附

拉力的功率

%;8x104J

=8000W

't10s

(3)由圖可知，動滑輪上繩子的段數(shù)〃=2,則繩子端移動的距離

s=nh=2x10m=20m

由W=Fs可得，拉力