Question

11．如图所示，重为150N的物体在拉力F的作用下从斜面底端匀速运动到高度h=2m，斜面长s=5m，斜面的机械效率为60%．试计算：
（1）运动过程中物体克服重力所做的功；
（2）物体所受的拉力F；
（3）物体受到斜面的摩擦力f．

Answer 1

分析 （1）知道物重和斜面高，利用W=Gh求物体克服重力所做的功；即有用功；
（2）已知机械效率为60%，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$可求得总功，再利用W=Fs求得物体所受的拉力F；
（3）额外功是物体克服摩擦力所做的功，即W_额=fs．W_总=W_有+W_额，即可求摩擦力的大小．

解答 解：（1）克服重力所做的功为：W_有=Gh=150N×2m=300J；
（2）已知机械效率为60%，由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=60%，可得
W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{300J}{60%}$=500J，
由W_总=Fs可得，F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{500J}{5m}$=100N，
（3）由W_总=W_有+W_额，可得W_额=W_总-W_有=500J-300J=200J，
由W_额=fs可得，f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{200J}{5m}$=40N．
答：（1）运动过程中物体克服重力所做的功为300J；
（2）物体所受的拉力F为100N；
（3）物休受到斜面的摩擦力f为40N．

点评 熟练运用功的计算公式，明确总功、有用功、额外功间的关系，是解答此题的关键．