题目内容
为了方便残疾人出行,很多公共场所都专门设计了残疾人专用通道(如图所示),其实质是斜面。若将总重700N的人和轮椅沿7m长的斜面推上1m高的平台,沿斜面所用的推力为120N,试求:
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⑴该斜面的机械效率;
⑵若斜面的机械效率为η,将轮椅匀速推上斜面时所需的推力为F,轮椅与斜面间的摩擦为f,试推导:f=(1-η)F
【思路分析】⑴计算斜面的机械效率,首先要判断有用功、额外功和总功,然后再根据η=×100%= ×100%进行计算。⑵由于轮椅与斜面间的摩擦力f与额外功有关,而推力F与总功有关,所以推导f=(1-η)F需要从额外功额外功和总功的关系作为突破口进行推导。
【解】⑴η=×100%= ×100%=×100%=83.3%
⑵∵W总=W有+W额外 W有=ηW总=ηFS
∴FS=ηFS+fS fS= FS-ηFS 即f=(1-η)F
【命题规律与展望】力学计算、热学计算和电学计算是初中物理计算题的三大板块,其中力学计算主要包括密度的计算、压强的计算、浮力的计算、功和功率的计算、机械效率的计算等,在安徽中考中,作为重要题型之一的计算题中,力学计算是其重要的组成部分,在2009年 ~2013安徽中考中,除2013年在第22题考查以外,其余四年都是在计算题的第21题考查,且每题考查的知识点涉及不同的力学内容,可以全面而细致的考查学生对力学计算的掌握情况。此外,在填空题和选择题部分,也都会或多或少的涉及力学的基本计算,所以,2014安徽中考中,力学计算依然会占据一定的比例,这就要求我们在平常的复习中需要对学生加强计算能力的训练,培养分析问题和解决问题的能力。
【知识链接】详见第16题的【知识链接】。
【题型攻略】力学计算主要包括速度、密度、压强、浮力、简单机械、功和功率、机械效率等部分,现将力学计算公式总结如下:
一、速度公式:V= (变形公式:S=vt t= )
火车过桥(洞)时通过的路程s=L桥+L车
二、密度公式密度ρ=(变形公式: m=ρv V=)
三、重力公式:G=mg (通常g取10N/kg,题目未交待时g取9.8N/kg)
四、杠杆平衡条件公式:F1L1=F2L2
五、动滑轮公式:不计绳重和摩擦时F=(G动+G物) s=2h
六、滑轮组公式:不计绳重和摩擦时F=(G动+G物) s=nh
七、压强公式(普适):P= (固体平放时F=G=mg)
八、液体压强公式:P=ρ液gh
九、浮力公式:
(1)F浮=F/-F (压力差法);
(2)F浮=G-F/ (二次称重法);
(3)F浮=G (漂浮、悬浮法);
(4)阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排 (排水法)。
十、功的公式:W=FS 把物体举高时W=Gh W=Pt
十一、功率公式:P= P== =Fv (v=)
十二、有用功公式:
举高W有=Gh
水平W有=Fs
W有=W总-W额
十三、总功公式
W总=FS (S=nh); W总= ; W总= W有+W额 ; W总=P总t.
十四、机械效率公式
(1)竖直组装的滑轮组机械效率:
η=×100%= ×100%①;
把S=nh带入①式可得η=×100%②;
再把F=带入②式可得η=×100%③
(2)水平组装的滑轮组的机械效率:
η=×100%= ×100%①
把S=nS/带入①式得η=×100%②;
η=×100%= ×100%或者η=×100%= ×100%
(3)斜面的机械效率:η=×100%= ×100%
(4)杠杆的解析效率:η=×100%= ×100%