Question

2．如图所示，重为150N的物体在拉力F的作用下从斜面底端匀速运动到顶端，已知斜面的高度h=3m，斜面长s=10m，斜面的机械效率为60%．求：
（1）运动过程中物体克服重力所做的功；
（2）物体所受的拉力F；
（3）物体受到斜面的摩擦力f．

Answer 1

分析 （1）知道物重和斜面高，利用W=Gh求物体克服重力所做的功；即有用功；
（2）已知机械效率为60%，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$可求得总功，再利用W=Fs求得物体所受的拉力F；
（3）额外功是物体克服摩擦力所做的功，即W_额=fs．W_总=W_有+W_额，即可求摩擦力的大小．

解答 解：（1）克服重力所做的功为：W_有=Gh=150N×3m=450J；
（2）已知机械效率为60%，由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=60%可得：
W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{450J}{60%}$=750J，
由W_总=Fs可得：
F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{750J}{10m}$=75N，
（3）由W_总=W_有+W_额可得：
W_额=W_总-W_有=750J-450J=300J，
由W_额=fs可得：
f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{300J}{10m}$=30N．
答：（1）运动过程中物体克服重力所做的功为450J；
（2）物体所受的拉力F为750N；
（3）物休受到斜面的摩擦力f为30N．

点评 熟练运用功的计算公式，明确总功、有用功、额外功间的关系，是解答此题的关键．