Question

16．如图所示的实验装置，物块重3N，物块在恒力F=2.5N的作用下，从带刻度的斜面底端向上做匀速直线运动，斜面倾角为30°．图中的圆圈内是物块到达三处时电子表的显示屏（数字分别表示“小时：分：秒”）．

（1）根据图中回答：物块从斜面底端运动到斜面顶端的平均速度 v_CA=0.03m/s．
（2）物块从C点运动到A点的过程中，重力的功率P=0.045W，斜面的机械效率η=60%．

Answer 1

分析 （1）根据图中电子表的示数，读出物块从斜面底端运动到斜面顶端的时间和距离，根据速度公式v=$\frac{s}{t}$计算出平均速度；
（2）根据W=Fs计算出克服重力所做的功，根据P=$\frac{W}{t}$计算出克服重力做功的功率；斜面倾角为30°，h=$\frac{1}{2}$s，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$计算出机械效率；

解答 解：（1）观察图可知，从斜面底端运动到斜面顶端的距离为：s=9cm=0.09m，
运动时间为：t=3s，
速度为v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.09m}{3s}$=3cm/s=0.03m/s；
（2）斜面倾角为30°，斜面的高度h=$\frac{1}{2}$s=$\frac{1}{2}$×0.09m=0.045m，
克服重力做的功W_有用=Gh=3N×0.045m=0.135J，
克服重力做功的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.135J}{3s}$=0.045W；
机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{3N×0.045m}{2.5N×0.09m}$=60%；
故答案为：（1）0.03；（2）0.045；（3）60%．

点评 本题通过实验考查了速度、功、功率和机械效率公式的灵活应用，涉及的知识点较多，从图中正确读出时间和通过的路程是解题的关键．