Question

17．如圖所示．斜面長1m，高0.2m．；將10N重的物體A需要用平行于斜面的力2.5N，從斜面底端勻速拉到斜面頂端，那么：
（1）斜面的機械效率80%；
（2）重物上升過程中克服摩擦做了多少額外功0.5J；
（3）重物上升過程中摩擦力＜拉力（＞、＜、=）．
（4）為了提高該斜面的機械效率，同學們提出了一些建議：A、以較快的速度將重物勻速拉到斜面頂端；B、以較慢的速度將重物勻速拉到斜面頂端；C、改用光滑的、板長和高度均不變的斜面．其中建議C（填序號）可以達到目的．

Answer 1

分析 由重力和高度可求有用功，由拉力和板長可求總功，由總功減去有用功即為額外功．

解答 解：（1）物體的有用功：W_有用=Gh=10N×0.2m=2J；
總功：W_總=Fs=2.5N×1m=2.5J；
機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{2J}{2.5J}×100%$=80%．
（2）克服摩擦力所做的額外功：W_額外=W_總-W_有用=2.5J-2J=0.5J．
（3）摩擦力的大小為：f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{0.5J}{1m}$0.5N＜2.5N，故摩擦力小于拉力；
（4）因為摩擦力做功只和距離的長短、力的大小有關，與速度大小無關，則AB都不能減小摩擦力的功，只有C，可以減小摩擦力，減小額外功，故選 C，理由為：重物上升過程中克服摩擦做的額外功減少．
故答案為：（1）80%；（2）0.5J；（3）＜；（4）C．

點評 斜面上的額外功主要來自于摩擦力做的功，有效減小摩擦力的功就可以提高效率．