Question

5．如图所示的斜面长6m、高2m．用沿斜面向上的拉力F把一个重力为180N的物体，从斜面底端匀速拉到顶端，拉力F共做了450J的功．拉力F的大小是75N，物体与斜面间摩擦力的大小是15N，此时该斜面的机械效率为80%．

Answer 1

分析 （1）知道斜面长和拉力做功（总功）大小，利用W_总=Fs求拉力大小；
（2）知道斜面高和物重大小，利用W_有用=Gh求提升物体做功（有用功）；进而求出额外功（克服摩擦做功），再根据W_额=fs求摩擦力大小．
（3）利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%计算该斜面的机械效率．

解答 解：（1）由W_总=Fs可得，拉力：
F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{450J}{6m}$=75N；
（2）利用斜面做的有用功：
W_有用=Gh=180N×2m=360J，
做的额外功：
W_额=W_总-W_有用=450J-360J=90J，
由W_额=fs可得，摩擦力：
f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{90J}{6m}$=15N；
（3）该斜面的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{360J}{450J}$×100%=80%．
故答案为：75；15；80%．

点评 本题考查了使用斜面有用功、额外功、总功、机械效率的计算，是一道综合性很强的题目，关键是公式的应用，此外，在解答过程中应注意f≠F，这是本题的易错点．