Question

7．現有重900N的木箱A，小李同學想把它搬到高為5m、長為10m的斜面上，如圖所示，他站在斜面上，沿斜面向上用500N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度勻速從斜面底端到達斜面頂端．則小李同學拉木箱的功率是100W，該斜面的機械效率是90%，木箱A在斜面上勻速運動時受到的摩擦力為50N．

Answer 1

分析 （1）已知拉力的大小和物體的運動速度，利用公式P=Fv求拉力做功功率；
（2）知道物體的重力和提升的高度，利用W=Gh求有用功；知道拉力和斜面長，利用W=Fs求總功，再利用效率公式求斜面的機械效率；
（3）而有用功加上額外功（克服摩擦做功）等于總功，據此求出額外功，再利用公式W_額=fs求摩擦力大�。�

解答 解：
（1）由題知，拉力F=500N，v=0.2m/s，
小李同學拉木箱的功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=500N×0.2m/s=100W；
（2）物重G=900N，h=5m，
做的有用功為：W_有用=Gh=900N×5m=4500J，
總功W_總=Fs=500N×10m=5000J，
斜面的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{4500J}{5000J}$×100%=90%；
（3）額外功為：W_額=W_總-W_有用=5000J-4500J=500J，
因為W_額=fs，
所以，摩擦力的大�。篺=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{500J}{10m}$=50N．
故答案為：100；90%；50．

點評 本題考查有用功、總功、額外功和機械效率的計算，關鍵是公式和公式變形的應用，知道額外功等于克服摩擦阻力做的功，解題的關鍵在于明確總功應等于有用功與額外功之和，注意f≠F，這是本題的易錯點．