题目内容

如图所示,沿斜面把一个重50N的物体拉上去,所用拉力F=40N,斜面长5m,高3m,物体向上运动的速度为0.1m/s,求:
(1)拉力F所做的有用功;
(2)拉力F的功率;
(3)斜面的机械效率;
(4)额外功.
分析:(1)已知物体的重力和提升的高度(斜面高),根据公式W=Gh可求拉力提升物体所做的有用功.
(2)已知拉力的大小和拉力移动的距离(斜面长),根据公式W=FS可求拉力对物体做的总功,又知道物体向上运动的速度,可利用公式t=
s
v
计算出物体运动的时间,最后再利用公式P=
W
t
计算出拉力F的功率.
(3)已经求出有用功和总功,可利用公式η=
W有用
W
计算出机械效率.
(4)已经求出有用功和总功,可利用公式W额外=W-W有用计算出额外功.
解答:解:
(1)∵G=50N,h=3m,
∴拉力F所做的有用功为:W有用=Gh=50N×3m=150J.
(2)∵F=40N,S=5m,
∴拉力F对物体做的总功为:W=FS=40N×5m=200J,
而v=0.1m/s,
∴物体运动的时间为:t=
s
v
=
5m
0.1m/s
=50s,
拉力F的功率为:P=
W
t
=
200J
50s
=4W.
(3)∵W有用=150J,W=200J,
∴斜面的机械效率为:η=
W有用
W
=
150J
200J
=75%.
(4)额外功为:W额外=W-W有用=200J-150J=50J.
答:(1)拉力F所做的有用功150J.
(2)拉力F的功率4W.
(3)斜面的机械效率75%.
(4)额外功为50J.
点评:本题考查有用功、总功、额外功、机械效率和功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,本题相对比较简单.
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