Question

如圖實驗裝置，斜面長2m，高0.5m，秒表每格1s．重為1N的小車在沿斜面方向、大小是0.3N的拉力F作用下，從底端勻速到達頂端，秒表變化如圖（指針轉動未超過一周）．求：
（1）拉力所做的功；
（2）拉力的功率；
（3）斜面的機械效率．

Answer 1

【答案】分析：（1）小車在拉力的作用下從底端勻速到達頂端，從而可知小車在拉力的方向上移動的距離，已知拉力的大小，可利用公式W=FS計算拉力所做的功；
（2）從圖可知，秒表的指針轉動了5個格，秒表每格1s，從而可知做功所需要的時間，再利用公式P=計算拉力的功率；
（3）從圖可知，拉力所做的功為總功，克服重力所做的功為有用功，已知小車的重力和小車上升的高度，可利用公式W=Gh計算有用功，最后利用公式η=計算機械效率．
解答：解：
（1）∵F=0.3N，S=2m，
∴W=FS=0.3N×2m=0.6J．
答：拉力所做的功為：0.6J．
（2）∵秒表的指針轉動了5個格，做功所需要的時間為：5×1s=5s，
∴P===0.12W．
答：拉力的功率為0.12W．
（3）拉力所做的功為總功，W_總=W=0.6J，
∵G=1N，h=0.5m，
∴W_有用=Gh=1N×0.5m=0.5J，
從而可知，η==≈83.3%．
答：斜面的機械效率為83.3%．
點評：本題為機械效率的題目，要準確的找到有用功和總功，并可以利用公式進行計算，然后再由時間求出功率，需要注意的是，在計算功率時，要注意所求的為有用功率還是總功率，防止把W代錯．