Question

17．在火车站附近的某中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L=10m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为200N（不计空气阻力）．求：
（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？
（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？
（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？

Answer 1

分析 （1）根据W=Fs求出推力做的总功；
（2）根据W=Gh求出有用功，利用效率公式计算出机械效率；
（3）求出克服摩擦力做的额外功，再据W_额=fL计算摩擦力．

解答 解：
（1）已知沿斜面的拉力F=200N，斜面的长度L=10m，
拉力做的总功：
W_总=FL=200N×10m=2000J；
（2）工人做的有用功：
W_有=Gh=1200N×1m=1200J； 
工人使用斜面做功的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{1200J}{2000J}$×100%=60%；
（3）工人做的额外功：
W_额=W_总-W_有=2000J-1200J=800J，
由W_额=fL得摩擦力：
f=$\frac{{W}_{额}}{L}$=$\frac{800J}{10m}$=80N．
答：（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了2000J的功；
（2）工人使用斜面做功的机械效率是60%；
（3）物体和斜面之间的摩擦力是80N．

点评 本题考查了使用斜面时总功、有用功、额外功、机械效率的计算，注意此时摩擦力不等于拉力，需要利用W_额=fL计算．