Question

18．如圖所示，斜面長5m、高1.6m，用400N的拉力用20秒將重為1000N的物體，沿粗糙程度相同的斜面勻速向上從底端拉到頂端．求：
（1）物體所受摩擦力的大小；
（2）斜面的機械效率；
（3）拉力的功率．

Answer 1

分析 （1）根據W=Gh求出克服物體重力所做的有用功，根據W=Fs求出拉力所做的總功，總功減去有用功即為克服摩擦力所做的額外功，根據W=Fs求出物體所受摩擦力的大小；
（2）根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出斜面的機械效率；
（3）根據P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率．

解答 解：（1）克服物體重力所做的有用功：
W_有=Gh=1000N×1.6m=1600J，
拉力所做的總功：
W_總=Fs=400N×5m=2000J，
克服摩擦力所做的額外功：
W_額=W_總-W_有=2000J-1600J=400J，
由W_額=fs可得，物體所受摩擦力的大小：
f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{400J}{5m}$=80N；
（2）斜面的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1600J}{2000J}$×100%=80%；
（3）拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{2000J}{20s}$=100W．
答：（1）物體所受摩擦力的大小為80N；
（2）斜面的機械效率為80%；
（3）拉力的功率為100W．

點評 本題考查了做功公式、機械效率公式和功率公式的應用，明確有用功、總功和額外功是關鍵．