Question

2．如圖所示，沿斜面向上拉一個重為450N的物體到斜面頂端，斜面長1.2m，高0.3m，拉力做功為216J，則這個斜面的機械效率是62.5%，物體受到的摩擦力是67.5N，若增大該斜面的傾角，斜面的機械效率將變大．（選填“變大”、“變小”、“不變”）

Answer 1

分析 （1）已知物體重力和提升的高度，根據公式W=Gh可求有用功；已知總功，根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可求得機械效率；求出額外功，利用W_額=fs求摩擦力；
（2）當斜面的傾角變大時，木箱對斜面的壓力逐漸變小，在接觸面粗糙程度不變時，壓力變小，受到的滑動摩擦力變小，額外功變小，據此分析．

解答 解：
（1）拉物體時所做有用功：
W_有用=Gh=450N×0.3m=135J；
已知所做總功W_總=216J，
則這個斜面的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{135J}{216J}$×100%=62.5%；
額外功：
W_額=W_總-W_有用=216J-135J=81J，
克服摩擦力所做功是額外功，即W_額=fs，
所以摩擦力大小：f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{81J}{1.2m}$=67.5N；
（2）當斜面的傾角變大時，木箱對斜面的壓力逐漸變小，在接觸面粗糙程度不變時，壓力變小，受到的滑動摩擦力變小，額外功變小，有用功不變，總功變小，機械效率變大．
故答案為：62.5%；67.5；變大．

點評 本題考查了使用斜面時有用功、總功、額外功和機械效率的計算，知道克服摩擦做的功為額外功是關鍵，注意摩擦力f≠F，易錯點！