Question

17．如图所示．斜面长1m，高0.2m．；将10N重的物体A需要用平行于斜面的力2.5N，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，那么：
（1）斜面的机械效率80%；
（2）重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功0.5J；
（3）重物上升过程中摩擦力＜拉力（＞、＜、=）．
（4）为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端；B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端；C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面．其中建议C（填序号）可以达到目的．

Answer 1

分析 由重力和高度可求有用功，由拉力和板长可求总功，由总功减去有用功即为额外功．

解答 解：（1）物体的有用功：W_有用=Gh=10N×0.2m=2J；
总功：W_总=Fs=2.5N×1m=2.5J；
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{2J}{2.5J}×100%$=80%．
（2）克服摩擦力所做的额外功：W_额外=W_总-W_有用=2.5J-2J=0.5J．
（3）摩擦力的大小为：f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{0.5J}{1m}$0.5N＜2.5N，故摩擦力小于拉力；
（4）因为摩擦力做功只和距离的长短、力的大小有关，与速度大小无关，则AB都不能减小摩擦力的功，只有C，可以减小摩擦力，减小额外功，故选 C，理由为：重物上升过程中克服摩擦做的额外功减少．
故答案为：（1）80%；（2）0.5J；（3）＜；（4）C．

点评 斜面上的额外功主要来自于摩擦力做的功，有效减小摩擦力的功就可以提高效率．