Question

11．如图所示，斜面长s=5m、高h=1.6m．小明将重为500N的物体，沿斜面匀速向上从底端拉到顶端，用时20s．若斜面的机械效率η=80%．求：
（1）小明做的有用功；
（2）小明所用的拉力及做功的功率；
（3）物体受到的摩擦力；
（4）若要提高该斜面的机械效率，可以有哪些措施？

Answer 1

分析 （1）利用W=Gh计算有用功；η
（2）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出总功，然后利用W=Fs计算拉力，再利用P=$\frac{W}{t}$计算功率；
（3）利用W_额=W_总-W_有用求出额外功，利用W_额=fs计算摩擦力；
（4）斜面的机械效率和斜面的倾斜程度和斜面的摩擦阻力有关．

解答 解：（1）小明做的有用功：
W_有用=Gh=500N×1.6m=800J；
（2）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$可得总功：
W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{800J}{80%}$=1000J，
由W=Fs得，拉力：
F=$\frac{W}{s}$=$\frac{1000J}{5m}$=200N，
拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1000J}{20s}$=50W；
（3）额外功：
W_额=W_总-W_有用=1000J-800J=200J，
根据W=Fs可得，摩擦力：
f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{200J}{5m}$=40N；
（4）提高斜面机械效率的措施：增大斜面的倾角，或者使斜面更加光滑．
答：（1）小明做的有用功为800J；
（2）小明所用的拉力为200N；做功的功率为50W；
（3）物体受到的摩擦力为40N；
（4）若要提高该斜面的机械效率，可以增大斜面的倾角，或者使斜面更加光滑．

点评 此题主要考查的是学生对有用功、总功、额外功、功率、拉力、摩擦力的计算，同时考查斜面机械效率影响因素，关键是公式的灵活运用，难度不大，基础性题目．