八年級物理斜面的機(jī)械效率和相關(guān)例題
一、知識點
1. 斜面的機(jī)械效率：η=W有用/W總 = Gh/Fs = G/nF
其中，G表示物體重力，h表示物體上升的高度，F(xiàn)表示拉力大小，s表示物體沿斜面移動的距離，n表示動滑輪的個數(shù)。
2. 斜面是一種簡單機(jī)械，使用斜面可以省力。斜面高度一定，斜面越長越省力。
二、例題
【例題1】一個工人用滑輪組提升重物，已知動滑輪重為20N，不計繩重和摩擦，工人將重為400N的物體勻速提升1m，則工人做的有用功為多少？總功是多少？機(jī)械效率為多少？
【分析】
1. 人做的有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J。
2. 人做的總功：W總=Fs=nG+G動h=(n-1)Gh=3 × 400N × 1m=1200J。
3. 機(jī)械效率：η=W有用/W總=400J/1200J=33.3%。
【例題2】一個工人用滑輪組提升重為250N的物體，在不計繩重和摩擦的情況下，工人施加的拉力為150N，物體勻速上升了2m，求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）該滑輪組的機(jī)械效率；
（3）動滑輪的重力。
【分析】
（1）拉力所做的有用功：$W_{有用} = Gh = 250N \times 2m = 500J$；
（2）拉力端移動的距離：$s = 2h = 2 \times 2m = 4m$，該滑輪組的機(jī)械效率：$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{總}} \times 100\% = \frac{500J}{F_{總}s} \times 100\% = \frac{5}{6} \times 100\% = 83.3\%$；
（3）由$\eta = \frac{G_{物}}{nF_{物}} + G_{動}$可得，動滑輪的重力：$G_{動} = nF_{物} - G_{物} = 6 \times 150N - 250N = 75N$。答：略。
例題：
在八年級物理中，我們學(xué)習(xí)了斜面的機(jī)械效率。一個斜面長為5米，高為1米，物重為50牛。某人用30牛的拉力沿斜面將重物勻速拉到斜面的頂端，總共用時5秒。求：
1. 該斜面的機(jī)械效率是多少？
2. 如果該斜面的摩擦力為5牛，那么在拉動過程中，摩擦力所做的功是多少？
解答：
1. 根據(jù)斜面機(jī)械效率的計算公式，有 η = W有用 / W總 = Gh / Fs = 50N × 1m / (30N × 5m) = 66.7%。
2. 在拉動過程中，摩擦力所做的功等于額外功，根據(jù)額外功的計算公式 W額外 = fs'，可得 W額外 = 5N × 5m = 25J。
通過這個例題，我們可以了解到斜面的機(jī)械效率和摩擦力所做的功的計算方法。同時，我們也可以通過這個例題來鞏固八年級物理中關(guān)于機(jī)械效率的相關(guān)知識。
八年級物理斜面的機(jī)械效率和相關(guān)例題常見問題
一、斜面的機(jī)械效率
斜面是一種簡單機(jī)械，使用斜面會省力，但不會改變力的大小。斜面的機(jī)械效率與斜面的粗糙程度和物重有關(guān)。斜面的高度一定，傾斜角度越大，機(jī)械效率越高；斜面越粗糙，機(jī)械效率越低。
二、例題
例題1：一個重為G的物體被提升到相同高度，使用光滑斜面和粗糙斜面時的機(jī)械效率有何不同？
解析：光滑斜面摩擦力小，機(jī)械效率高；粗糙斜面摩擦力大，機(jī)械效率低。
答案：使用光滑斜面時，機(jī)械效率高；使用粗糙斜面時，機(jī)械效率低。
例題2：一個重為G的物體在粗糙斜面上勻速上升，斜面的高度為h，長度為L。求該物體的機(jī)械效率。
解析：根據(jù)功的原理，使用任何機(jī)械都不省功。物體在重力作用下沿斜面向上運動，重力做功為Gh，而斜面對物體的支持力和摩擦力都做負(fù)功，所以機(jī)械效率為：
η = W有用 / W總 = Gh / (Gh + FL) = Gh / (G + FL)
其中F為沿斜面向上的拉力。
答案：該物體的機(jī)械效率為Gh / (G + FL)。
三、常見問題
1. 為什么使用斜面可以省力？
答：因為使用斜面時，動力臂變長了，而阻力臂保持不變，所以可以省力。但是不會改變有用功（物體重力勢能的增加量），只會改變額外功（摩擦力做的功）。
2. 為什么斜面的摩擦力會改變機(jī)械效率？
答：因為斜面的摩擦力越大，額外功就越多，機(jī)械效率就越低。
3. 為什么在計算機(jī)械效率時需要用到拉力？
答：因為在物體沿斜面運動的過程中，需要有一個外力來提供動力，這個外力就是拉力。因此，在計算機(jī)械效率時，需要用到拉力。
4. 為什么在提升重物時需要使用滑輪組？
答：因為滑輪組可以改變力的方向，更方便地提升重物。同時，滑輪組還可以減少額外功（摩擦力做的功），提高機(jī)械效率。