初中物理解题技巧——怎样解简单机械问题——斜面与轮轴

斜面与轮轴都是省力简单机械，生活中应用广泛。

斜面的机械效率是本讲重难点，要分清斜面做功中的有用功、额外功，掌握效率计算与影响因素。

原理：斜面是省力机械，属于功的原理应用。

不计摩擦时：Gh=Fs

G物体重力，h斜面高度，F沿斜面拉力，s斜面长度。 

斜面越长、高度越小，斜面越平缓，越省力。 

斜面公式：F=(Gh)/s（理想无摩擦）

• 有用功：克服物体重力做功W_有=Gh

• 额外功：克服物体与斜面之间摩擦力做功 W_额=fs

• 总功：拉力沿斜面做的功W_总=Fs

• 机械效率：η=(W_有/W_总)×100%=[(Gh)/(Fs)]×100%

① 斜面粗糙程度：斜面越粗糙，摩擦力越大，额外功越多，机械效率越低； 

② 斜面倾斜程度：同一斜面，物体不变，斜面越陡，机械效率越高；

定义：由轮和轴组成，能绕共同轴线转动的简单机械。轮半径大于轴半径。

原理：本质是变形杠杆。 

理想状态公式： F_轮·R=F_轴·r

R：轮半径；r：轴半径。 

• 方向盘

• 门把手

• 螺丝刀

• 水龙头

• 辘轳

误区 1：斜面越陡，越省力。 

正解：斜面越陡，提升同样重物需要拉力越大，越费力；斜面平缓才省力。 

误区 2：物体重力越大，斜面机械效率越低。 

正解：斜面机械效率和物重无关，只和斜面倾斜程度、粗糙程度有关。 

误区 3：轮轴一定省力。 

正解：要看力施加在哪里。力作用在轮上省力；力作用在轴上费力。 

误区 4：斜面额外功是克服物体重力做功。 

正解：克服重力做功是有用功；额外功是克服斜面摩擦力做功。

斜面省力费距离，陡面效率高费力； 

粗糙越大效率低，物重不影响效率； 

轮轴本是变形杆，轮上用力省力气。

1、关于斜面，下列说法正确的是（  ） 

A. 斜面越陡越省力 

B. 斜面是费力机械 

C. 不计摩擦，斜面越长越省力 

D. 斜面机械效率随物体重力增大而降低

【解析】

斜面是省力机械；高度不变，斜面越长越平缓，拉力越小越省力；斜面越陡越费力；斜面效率和物重无关。

A：斜面越陡，拉力越大，费力，错误； 

B：斜面属于省力机械，错误； 

C：不计摩擦，高度一定，斜面越长越省力，正确； 

D：斜面效率与物重无关，错误。

【答案】

C

2、斜面长s=4 m，高h=1 m。将重G=200 N物体沿斜面匀速拉到顶端，拉力F=80 N。求有用功、总功、斜面机械效率。

【解析】

分别代入斜面有用功、总功、效率公式计算。

【答案】

解：有用功W有=Gh=200 N×1 m=200 J

总功W总=Fs=80 N×4 m=320 J

机械效率η=(W_有/W_总)×100%=(200 J/320 J)×100%=62.5%

答：有用功 200J，总功 320J，机械效率 62.5%

3、同一木板搭建的斜面，先后将两个不同重物拉上斜面，斜面倾斜角度不变。下列说法正确的是（  ） 

A. 物体越重，斜面效率越低 

B. 物体越重，斜面效率越高 

C. 物体重力不改变斜面机械效率 

D. 物体越重，摩擦力越小

【解析】

斜面机械效率只由斜面粗糙程度、倾斜程度决定，与物重无关。

斜面材料、倾斜程度不变，不管物体重力多大，斜面机械效率保持不变；物体越重，压力越大，摩擦力越大。ABD 错

【答案】

C

4、下列工具，使用时属于在轴上施加力、费力省距离的是（  ） 

A. 螺丝刀拧螺丝 

B. 辘轳提水 

C. 自行车后轮与飞轮 

D. 汽车方向盘

【解析】

轮轴，力作用在轮上省力；力作用在轴上费力。自行车后轮，动力作用在轴上，属于费力轮轴。

【答案】

C

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