Question

10．如图所示，一物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，在向上运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

• A． 物体的动能转化为重力势能
• B． 拉力和摩擦力是一对平衡力
• C． 可分别用公式f=$\frac{Gh（1-η）}{sη}$和η=$\frac{F-f}{F}$来求摩擦力和斜面机械效率
• D． 该装置可探究斜面的机械效率，在粗糙程度相同时，斜面越省力，机械效率越高

Answer 1

分析 ①动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越大，重力势能越大；
②物体在两个力的作用下保持静止或做匀速直线运动，这两个力才是一对平衡力；
③斜面机械效率的计算公式是η=$\frac{Gh}{Fl}$，利用其变形公式得到摩擦力大小和此时的机械效率；
④在有用功一定时，额外功越多，总功越大，机械效率越低．

解答 解：
A、物体沿斜面向上匀速运动，质量不变，高度增加，重力势能增加；质量不变、速度不变，动能不变．所以不是动能转化为重力势能．故A错误；
B、木块在匀速上升过程中受到的力有：重力、拉力和摩擦力三个力．这三个力平衡，拉力和摩擦力不是一对平衡力．故B错误；
C、沿斜面将物体向上拉动的过程中，对物体做的是有用功，克服摩擦做的是额外功，设物重为G，斜面高为h，斜面长为s，拉力为F，摩擦力为f．
斜面的机械效率为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{总}-{W}_{额}}{{W}_{总}}$=$\frac{Fs-fs}{Fs}$=$\frac{F-f}{F}$；
克服摩擦力做的额外功为W_额=$\frac{{W}_{有用}}{η}$（1-η）=$\frac{Gh}{η}$（1-η），
所以摩擦力为f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{Gh（1-η）}{ηs}$．故C正确；
D、在高度一定时，斜面越长倾斜程度越小越省力，粗糙程度和压力一定时，摩擦力一定，但斜面越长所做的额外功越多，机械效率越低．故D错误．
故选C．

点评 此题考查了斜面机械效率的测量过程及能量转化、影响斜面效率的因素，选项C的判断有难度，需要熟练掌握机械效率的变形公式．