Question

6．在學校附近的工地上，工人把重1200N的物體A沿著長5m、高1m的斜面從底部勻速拉上斜面的頂端，拉力大小為300N，拉力方向與斜面平行向右上．（不計空氣阻力）．問：
（1）畫出正方體物塊受到的重力G和摩擦力f的示意圖
（2）工人使用斜面做功的機械效率是80%，物塊受到的摩擦力是60N？

Answer 1

分析 （1）物體A沿著斜面從底部勻速拉上斜面的頂端的過程中受到重力、摩擦力和支持力作用，根據題目要求過重心分別畫出重力、摩擦力兩個力的示意圖．
（2）利用W=Fs求出總功，利用W=Gh求出有用功，再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計算機械效率，利用總功減去有用功得到額外功，然后利用W_額=fL可求物塊受到的摩擦力．

解答 解：（1）重力的方向總是豎直向下的，過重心作豎直向下的重力，用符號“G”表示，
摩擦力的方向與物體運動的方向相反，故摩擦力的方向為沿斜面向下，用符號“f”表示，如圖所示：

（2）總功：W_總=Fs=FL=300N×5m=1500J，
有用功：W_有用=Gh=1200N×1m=1200J，
工人使用斜面做功的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1200J}{1500J}$×100%=80%，
額外功：W_額=W_總-W_有用=150-0J-1200J=300J，
根據W_額=fL可得，物塊受到的摩擦力：f=$\frac{{W}_{額}}{L}$=$\frac{300J}{5m}$=60N．
故答案為：（1）見解答圖；（2）80%；60．

點評 此題考查力的示意圖的畫法、功和機械效率的計算，關鍵是相關公式的靈活運用，難度不大．