Question

11．如图所示，斜面长s=10m，高h=4m．用沿斜面方向的拉力F，将一个重为150N的物体由斜面底端A匀速拉到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了200J的功．则
（1）运动过程中克服物体的重力做功多少焦？
（2）此时斜面的机械效率η多大？
（3）拉力F是多少？
（4）物体与斜面的摩擦力是多少？

Answer 1

分析 （1）已知物体的重力和斜面的高度，根据公式W=Gh可求推力所做的有用功，即运动过程中克服物体的重力做的功；
（2）运动过程中物体克服摩擦力做的功为额外功，根据W_总=W_有+W_额求出总功，利用效率公式求出斜面的机械效率；
（3）根据W_总=Fs求出推力F大小．
（4）根据W_额=fs算出摩擦力．

解答 解：（1）运动过程中克服物体的重力做的功：
W_有=Gh=150N×4m=600J；
（2）运动过程做的总功：
W_总=W_有+W_额=600J+200J=800J，
斜面的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{600J}{800J}$×100%=75%；
（3）因为W_总=Fs
所以推力：F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{800J}{10m}$=80N．
（4）物体与斜面的摩擦力是：
f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{200J}{10s}$=20N．
答：（1）运动过程中克服物体的重力做功200J
（2）此时斜面的机械效率为75%；
（3）拉力F是80N；
（4）物体与斜面的摩擦力是20N．

点评 本题考查了使用斜面时有用功（克服物体重力做功）、总功（推力做功）、机械效率的计算，知道克服摩擦力做的功是额外功是本题的关键．