Question

4．在我校图书馆的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L=5m，高h=1m的斜面从底以0.5m/s的速度匀速拉上斜面的顶端，如图所示，沿斜面所用的拉力为300N．

求：（不计空气阻力）
（1）重力所做的功；
（2）此过程中拉力做功的功率；
（3）物体和斜面间的摩擦力的大小．

Answer 1

分析 （1）已知物体的重力和提升的高度，利用W=Gh求重力做的功，即有用功；
（2）根据W=Fs求出拉力做的总功；利用P=Fv求拉力的功率；
（2）求出克服摩擦力做的额外功，再根据W=fs求出摩擦力大小．

解答 解：
（1）重力做的功，即有用功：W_有用=Gh=1200N×1m=1200J；
（2）拉力做的总功：
W_总=FL=300N×5m=1500J；
P_总=Fv=300N×0.5m/s=150W；
（2）额外功：W_额=W_总-W_有用=1500J-1200J=300J，
因为W_额=fL，
所以物体和斜面之间的摩擦力：
f=$\frac{{W}_{额}}{L}$=$\frac{300J}{5m}$=60N．
答：（1）重力所做的功为1200J；
（2）此过程中拉力做功的功率为150W；
（3）物体和斜面间的摩擦力的大小为60N．

点评 本题考查了使用斜面总功、有用功、额外功、功率的计算，知道使用斜面是克服摩擦做的功为额外功是关键．