Question

16．如图所示，斜面长s=1.5m，高h=0.3m．建筑工人将重G=500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=150N．忽略绳子重力．求：
（1）该过程拉力F做的功；
（2）该装置的机械效率；
（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小．

Answer 1

分析 （1）利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；
（2）利用W_有=Gh求出有用功，再利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算该装置的机械效率；
（3）利用W_额=W_总-W_有求出额外功，然后利用W_额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小．

解答 解：（1）该过程拉力F做的功：
W_总=Fs=150N×1.5m=225J；
（2）有用功：
W_有=Gh=500N×0.3m=150J，
该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{150J}{225J}$×100%≈66.7%；
（3）额外功：
W_额=W_总-W_有=225J-150J=75J，
由W_额=fs可得，货物箱在斜面上受的摩擦力大小：
f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{75J}{1.5m}$=50N．
答：（1）该过程拉力F做的功为225J；
（2）该装置的机械效率为66.7%；
（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小为50N．

点评 此题考查功、机械效率和摩擦力大小的计算，关键是各种公式的，题目难度适中，适合学生训练，是一道好题．