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.
(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=
计算出物体运动的时间,最后再利用公式P=
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=
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总-W有用计算出额外功.
(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 |
W |
t |
(3)已经求出有用功和总功,可利用公式η=
W有用 |
W总 |
(4)已经求出有用功和总功,可利用公式W额外=W总-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总=FS=40N×5m=200J,
而v=0.1m/s,
∴物体运动的时间为:t=
=
=50s,
拉力F的功率为:P=
=
=4W.
(3)∵W有用=150J,W总=200J,
∴斜面的机械效率为:η=
=
=75%.
(4)额外功为:W额外=W总-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.
(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总=FS=40N×5m=200J,
而v=0.1m/s,
∴物体运动的时间为:t=
s |
v |
5m |
0.1m/s |
拉力F的功率为:P=
W总 |
t |
200J |
50s |
(3)∵W有用=150J,W总=200J,
∴斜面的机械效率为:η=
W有用 |
W总 |
150J |
200J |
(4)额外功为:W额外=W总-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.
练习册系列答案
相关题目
某物理学习小组,针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑,进行了实验探究活动.将长度为l m的长木板的一端垫高,构成长度一定高度可调的斜面(如图所示).用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面匀速向上运动.完成斜面机械效率测量.下表中呈现的是部分实验数据,请把表格补充完整.
在此实验中应拉动小木块作 运动,同时应控制 等因素不变.
(1)疑惑一:“斜面的机械效率越高越省力吗?”
请根据表中的实验数据,写出正确的结论
(2)疑惑二,“斜面倾斜程度越大,拉动滑块的机械效率也一定越大吗?”
请进一步分析表中实验数据,写出正确的结论:斜面倾斜程度越大,机械效率
(3)疑惑三:“斜面倾斜程度越大,拉动滑块的摩擦力也一定越大吗?”
请再分析表中实验数据,写出正确的结论 .
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
斜面高度h/m | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 |
拉力F/N | 2.7 | 3.2 | 3.6 | 4.1 |
机械效率η | 0.56 | 0.63 | 0.69 |
(1)疑惑一:“斜面的机械效率越高越省力吗?”
请根据表中的实验数据,写出正确的结论
(2)疑惑二,“斜面倾斜程度越大,拉动滑块的机械效率也一定越大吗?”
请进一步分析表中实验数据,写出正确的结论:斜面倾斜程度越大,机械效率
(3)疑惑三:“斜面倾斜程度越大,拉动滑块的摩擦力也一定越大吗?”
请再分析表中实验数据,写出正确的结论