2020年中考物理复习专题18 斜面问题(解析版)

1 专题18 斜面问题

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。

【例题1】如图所示，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60N，斜面长为2m，高为1m，下列说法正确的是（ ）

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60J

D．其他条件均不变，若θ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；

2 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有用＝Gh＝60N×1m＝60J．故C正确；

D．其他条件均不变，若θ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。

【例题2】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＝10Nkg）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】（1）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，

（2）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：

η＝＝×100%＝80%；

（3）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＝W总﹣W有用＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J，

由W额＝fL可得摩擦力：

f＝＝＝1×103N。

【例题3】在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端，在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如图所示位置。

3

（1）小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的

相同。

（2）小车所受阻力越小，运动距离越远。如果运动的物体在 的理想情况下，它将保持原来的速度一直运动下去。300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。

（3）实验中，小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是1P、2P，则1P 2P。（填“>”、“=”或“<”）

【答案】（1）速度；（2）不受任何阻力；（3）＞

【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。

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W1=W2；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P1＞P2。

一、选择题

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

【答案】D

4 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．

2.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．

3．一物块沿斜面匀速下滑，如图关于该物块受力的示意图正确的是（ ）

A B C D

【答案】D

5 【解析】物体沿斜面匀速下滑，对物体进行受力分析可知，物体受到地球施加的重力G，方向竖直向下；还受到斜面施加的支持力F，方向垂直于接触面向上；以及沿斜面向上的摩擦力．故A图缺少摩擦力，而且支持力没有与斜面垂直，B图缺少摩擦力，C图重力方向正确，摩擦力方向错误，故只有D正确．

4．滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出．滑块离开弹簧后沿斜面向上运动的过程中，不考虑空气阻力，关于滑块的受力示意图正确的是（ ）

A． B． C． D．

【答案】B．

【解析】先对滑块进行受力分析，根据光滑斜面可得，滑块不受摩擦力作用，因此滑块只受重力和支持力作用；根据规则物体的重心在物体的几何中心，做竖直向下的重力和垂直于斜面向外的支持力即可．

A．支持力与斜面垂直，故A选项错误；

B．滑块受重力和支持力作用，并且重力竖直向下，支持力与斜面垂直，因此B选项正确；

C．重力的方向竖直向下，故C选项错误；

D．由于斜面光滑，因此滑块不受摩擦力作用，故D选项错误．

5.粗糙斜面高度为h，长为l，用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做的功为W，则（ ）

A．拉力大小为

B．拉力大小为

C．物体所受摩擦力大小为

D．物体所受摩擦力大小为

【答案】B、C．

【解析】斜面长l，拉力做的功为W．

因为W=Fl，

所以拉力F=．

所以B选项正确．

拉力做的总功W=Gh+fl，

6 所以f=．

二、作图题

6.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。

7.如图所示，物体沿斜面匀速下滑，请画出物体所受重力G、支持力F及滑动摩擦力f的示意图(O为物体的重心)。

【答案】如图所示。

【解析】对物体进行受力分析可知，物体受到竖直向下的重力、垂直于接触面的支持力、沿斜面向上的摩擦力，重心都在物体的重心。

物体受到的重力G竖直向下、支持力F垂直于斜面向上，滑动摩擦力f平行于斜面向上，从重心开始沿力的方向作各力的示意图。

8.如图所示，物体在表面粗糙的固定斜面上以速度v向下匀速运动，请在图中画出此过程中物体所受力的示

7 意图（力的作用点画在物体的重心上）。

【答案】

【解析】在斜面上运动的物体首先要受到竖直向下的重力G和垂直斜面向上的支持力F的作用，另外，由于斜面粗糙，物体向下运动，所以物体还受到沿斜面向上的摩擦力f的作用。

三、实验探究题

9.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 ．

【答案】（1）v＝s/t （2）不是（3）0.3 （4）大

【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 3 4 5 6 7 8 9 10

dm

C B A 15∶35∶20

15∶35∶22

15∶35∶23