Question

5．如图所示，物体重12牛，在10牛的拉力作用下沿斜面匀速从斜面的底端到顶端，已知斜面长2m，高1m．
（1）物体从斜面的底端拉到顶端用的时间为5秒．则拉力做功的功率4W
（2）然后再利用该装置使同一物体从顶端匀速下滑至底部，则拉力为2牛．

Answer 1

分析 （1）根据W=Fs求出拉力做的总功；根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（2）知道物体的重力和升高的高度，可利用公式W=Gh计算出克服重力做的有用功；人做的额外功是人克服摩擦力做功，等于总功减去额外功，再利用W_额=fs求摩擦力；．分析物体匀速下滑时的受力情况，可得出拉力大小．

解答 解：（1）拉力做功：W_总=Fs=10N×2m=20J；
拉力的功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{20J}{5s}$=4W；
（2）克服重力做的有用功为：W_有用=Gh=12N×1.5m=12J，
小明做的额外功为：W=W_总-W_有用=20J-12J=8J，
摩擦力的大小为：f=$\frac{W}{s}$=$\frac{8J}{2m}$=4N，
物体沿斜面上升或下滑时，受到沿斜面向下的力F_下=F-f=10N-4N=6N，
由于物体对斜面的压力和接触面的粗糙程度不变，物体匀速下滑时，所受向上摩擦力：f₂=f=4N，
物体匀速下滑，受平衡力，即：F_下=F_拉+f₂，
所受拉力：F_拉=F_下=f2=6N-4N=2N．
故答案为：（1）4W；（2）2．

点评 本题考查了功率、总功、有用功的计算，以及对公式变形的理解和应用，解答此题的关键是要知道使用斜面有用功（提升重物做功）、总功（推力做功）、额外功（克服摩擦做功）的意义．