Question

10．如圖所示，一物體在拉力F的作用下沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能
• B． 拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力
• C． 可分別用公式f=$\frac{Gh（1-η）}{sη}$和η=$\frac{F-f}{F}$來(lái)求摩擦力和斜面機(jī)械效率
• D． 該裝置可探究斜面的機(jī)械效率，在粗糙程度相同時(shí)，斜面越省力，機(jī)械效率越高

Answer 1

分析 ①動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量和速度，質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大；重力勢(shì)能大小的影響因素：質(zhì)量和高度，質(zhì)量越大，高度越大，重力勢(shì)能越大；
②物體在兩個(gè)力的作用下保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)力才是一對(duì)平衡力；
③斜面機(jī)械效率的計(jì)算公式是η=$\frac{Gh}{Fl}$，利用其變形公式得到摩擦力大小和此時(shí)的機(jī)械效率；
④在有用功一定時(shí)，額外功越多，總功越大，機(jī)械效率越低．

解答 解：
A、物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量不變，高度增加，重力勢(shì)能增加；質(zhì)量不變、速度不變，動(dòng)能不變．所以不是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能．故A錯(cuò)誤；
B、木塊在勻速上升過(guò)程中受到的力有：重力、拉力和摩擦力三個(gè)力．這三個(gè)力平衡，拉力和摩擦力不是一對(duì)平衡力．故B錯(cuò)誤；
C、沿斜面將物體向上拉動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)物體做的是有用功，克服摩擦做的是額外功，設(shè)物重為G，斜面高為h，斜面長(zhǎng)為s，拉力為F，摩擦力為f．
斜面的機(jī)械效率為η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{{W}_{總}(cāng)-{W}_{額}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Fs-fs}{Fs}$=$\frac{F-f}{F}$；
克服摩擦力做的額外功為W_額=$\frac{{W}_{有用}}{η}$（1-η）=$\frac{Gh}{η}$（1-η），
所以摩擦力為f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{Gh（1-η）}{ηs}$．故C正確；
D、在高度一定時(shí)，斜面越長(zhǎng)傾斜程度越小越省力，粗糙程度和壓力一定時(shí)，摩擦力一定，但斜面越長(zhǎng)所做的額外功越多，機(jī)械效率越低．故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了斜面機(jī)械效率的測(cè)量過(guò)程及能量轉(zhuǎn)化、影響斜面效率的因素，選項(xiàng)C的判斷有難度，需要熟練掌握機(jī)械效率的變形公式．