Question

18．如图所示，斜面长2m，高0.4m；将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力3N，求：
（1）重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功？
（2）斜面的摩擦力？
（3）斜面的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知拉力F与斜面长，利用W=Fs计算总功；知道物体的重力和斜面的高度，根据W=Gh求出克服重力做的有用功；额外功等于总功与有功之差；
（2）利用W=Fs计算斜面的摩擦力；
（3）知道有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率．

解答 解：（1）拉力F做功：
W_总=Fs=3N×2m=6J；
对物体做的有用功：
W_有用=Gh=10N×0.4m=4J；
额外功：
W_额=W_总-W_有用=6J-4J=2J，
（2）根据W=Fs可得，斜面的摩擦力：
f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{2J}{2m}$=1N；
（3）斜面的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{4J}{6J}$×100%≈66.7%．
答：（1）重物上升过程中克服摩擦做了2J额外功；
（2）斜面的摩擦力为1N；
（3）斜面的机械效率是66.7%．

点评 本题考查了学生对机械效率公式、有用功、总功、额外功的理解和运用，因条件已给出，难度不大．