Question

17．如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为8N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端．若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F为4N；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F为5N．若另一斜面的高度h与长度s之比为3：5，将重25N的物体匀速拉至顶端的拉力为18N，则该物体所受摩擦力为3N．

Answer 1

分析 （1）不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等．可由Gh=Fs求出拉力．
（2）已知有用功和机械效率，可由机械效率变形公式求出总功．再由W_总=Fs求出拉力．
（3）不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh=Fs求出拉力．然后与实际施加的拉力比较即可求出物体与斜面之间的摩擦力．

解答 解：
（1）不考虑物体与斜面间的摩擦，由于使用任何机械都不省功，即W_手=W_机，即：Fs=Gh，
则拉力F=$\frac{Gh}{s}$=$\frac{8N×0.2m}{0.4m}$=4N；
（2）用手做的有用功W_有用=Gh=8N×0.2m=1.6J，
已知机械效率η=80%，由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$得，
总功W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{1.6J}{80%}$=2J，
则由W=Fs得：拉力F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{2J}{0.4m}$=5N．
（3）使用另一斜面，若不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh=Fs可得：
拉力F′=$\frac{G′h′}{s′}$=$\frac{25N×3}{5}$=15N，
由于该物体受到摩擦力的作用，则实际拉力F″=18N，
所以摩擦力f=F″-F′=18N-15N=3N．
故答案为：4；5；3．

点评 本题考查了功的原理及在斜面上的有用功、总功和机械效率的计算，关键是知道将物体提升斜面高做的功为有用功．