简单机械中的总功、有用功、额外功、机械效率以及与力之间的关系等,是历年中考物理中的高频考点。这一次常州市九年级物理期末卷对于这个主题的考查,题目设计的比较精巧(往年有些城市的中考曾出现过类似的题目),体现了命题者注重考查学生对简单机械中知识及知识结构的理解。
下面,一起来看看题目。
(18, 2022,常州九年级期末卷)如图所示,将重物从斜长4m、高1m 的斜面底部匀速推上斜面顶端,已知沿斜面的推力是300N,斜面的机械效率是75%.此过程中,推力做的总功是_______J,重物所受摩擦力为_______N,物体的重力为_______N.

本题考点:
功、力、总功、有用功、额外功、机械效率
易错点:
本题第二空,学生容易答错。
- 学生在看到重物做匀速运动时,如果不注意思考,往往将摩擦力的大小简单认为等于推力F的大小。即错误地认为摩擦力为300N.
- 学生在看到重物做匀速运动时,容易想到二力平衡中提到的平衡状态以及二力平衡的条件。于是想通过对重物进行受力分析,试图求解物体所受的摩擦力的大小。如下:

通过力的示意图可知,想通过受力分析来求解摩擦力,无法实现。
解析:
- 第二问摩擦力的求解有些难度,另外两空难度不大。
- 解题思路是,根据总功、有用功、额外功以及功的公式来求解。
(1)总功
根据功的公式,可得

(3)重力
由机械效率的公式,可知:

此过程中,有用功为:

由有用功的公式,可知

则,物体的重力为:

(2)摩擦力
由题意可知,摩擦力所做的功,即为额外功。则:

由总功、有用功和额外功之间的关系可知:

即,额外功为:

即,

即

即正确答案为:1200;75;900