Question

6．在学校附近的工地上，工人把重1200N的物体A沿着长5m、高1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，拉力大小为300N，拉力方向与斜面平行向右上．（不计空气阻力）．问：
（1）画出正方体物块受到的重力G和摩擦力f的示意图
（2）工人使用斜面做功的机械效率是80%，物块受到的摩擦力是60N？

Answer 1

分析 （1）物体A沿着斜面从底部匀速拉上斜面的顶端的过程中受到重力、摩擦力和支持力作用，根据题目要求过重心分别画出重力、摩擦力两个力的示意图．
（2）利用W=Fs求出总功，利用W=Gh求出有用功，再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算机械效率，利用总功减去有用功得到额外功，然后利用W_额=fL可求物块受到的摩擦力．

解答 解：（1）重力的方向总是竖直向下的，过重心作竖直向下的重力，用符号“G”表示，
摩擦力的方向与物体运动的方向相反，故摩擦力的方向为沿斜面向下，用符号“f”表示，如图所示：

（2）总功：W_总=Fs=FL=300N×5m=1500J，
有用功：W_有用=Gh=1200N×1m=1200J，
工人使用斜面做功的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1200J}{1500J}$×100%=80%，
额外功：W_额=W_总-W_有用=150-0J-1200J=300J，
根据W_额=fL可得，物块受到的摩擦力：f=$\frac{{W}_{额}}{L}$=$\frac{300J}{5m}$=60N．
故答案为：（1）见解答图；（2）80%；60．

点评 此题考查力的示意图的画法、功和机械效率的计算，关键是相关公式的灵活运用，难度不大．