题目内容

18.如图所示,斜面长5m、高1.6m,用400N的拉力用20秒将重为1000N的物体,沿粗糙程度相同的斜面匀速向上从底端拉到顶端.求:
(1)物体所受摩擦力的大小;
(2)斜面的机械效率;
(3)拉力的功率.

分析 (1)根据W=Gh求出克服物体重力所做的有用功,根据W=Fs求出拉力所做的总功,总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功,根据W=Fs求出物体所受摩擦力的大小;
(2)根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出斜面的机械效率;
(3)根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率.

解答 解:(1)克服物体重力所做的有用功:
W=Gh=1000N×1.6m=1600J,
拉力所做的总功:
W=Fs=400N×5m=2000J,
克服摩擦力所做的额外功:
W=W-W=2000J-1600J=400J,
由W=fs可得,物体所受摩擦力的大小:
f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{400J}{5m}$=80N;
(2)斜面的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1600J}{2000J}$×100%=80%;
(3)拉力的功率:
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{2000J}{20s}$=100W.
答:(1)物体所受摩擦力的大小为80N;
(2)斜面的机械效率为80%;
(3)拉力的功率为100W.

点评 本题考查了做功公式、机械效率公式和功率公式的应用,明确有用功、总功和额外功是关键.

练习册系列答案
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7.小陆小组在实验室测量酸奶的密度.他准备了量筒(如图甲所示)和天平.
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端0 刻度线处,发现指针指在分度盘的左侧,应将平衡螺母向右调,使天平横梁平衡.
(2)他先用天平测出空烧杯的质量为30g,接着他将酸奶倒入烧杯,用天平测量烧杯和液体的总质量,天平平衡时的情景如图乙所示,则烧杯和酸奶的总质量m1=63g.然后他打算将烧杯中的酸奶倒入量筒中,由于酸奶比较粘稠且不透明,容易粘在筒壁上,对测量影响较大;于是他找到了5ml 针筒(如图丙所示),用针筒抽取5ml 酸奶,测量烧杯和剩余酸奶的总质量m2=57.6g;则酸奶的密度为1.08×103kg/m3.同组的小红观察发现,用针筒测量酸奶体积,还有一个优点是:针筒的分度值比量筒小.
(3)同组的小昊同学在实验中发现了一个“问题”,他发现5ml 针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”,这会导致测得的酸奶密度比实际值偏大(偏大/偏小/不变);于是,小昊和小陆想出了一种正确测量方法,小陆接着做出了正确的操作:将此时抽满酸奶的针筒中的一部分酸奶返回烧杯,测量烧杯和剩余酸奶的总质量m3,记下此时针筒内酸奶体积V,则酸奶密度表达式:ρ酸奶=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{5ml-V}$或ρ酸奶=$\frac{{m}_{3}-57.6g}{5ml-V}$.

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