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=2m，斜面长s=5m，斜面的机械效率为60%．试计算：
（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）物体克服重力所做的功，即拉力做的有用功，利用W_有用=Gh求解；
（2）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出拉力做的总功，再利用W_总=Fs求拉力大小；
（3）利用斜面做的额外功W_额=W_总-W_有用，再利用W_额=fs求摩擦力．

解答 解：
（1）物体克服重力所做的功，即拉力做的有用功：
W_有用=Gh=150N×2m=300J；
（2）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$得拉力做的总功：
W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{300J}{60%}$=500J，
由W_总=Fs得拉力：
F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{500J}{5m}$=100N；
（3）利用斜面做的额外功：W_额=W_总-W_有用=500J-300J=200J，
由W_额=fs得摩擦力：
f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{200J}{5m}$=40N．
答：（1）运动过程中物体克服重力所做的功为300J；
（2）物体所受的拉力为100N；
（3）物休受到斜面的摩擦力为40N．

点评 本题考查了使用斜面有用功、总功和额外功的计算，注意使用斜面是摩擦力不等于拉力，易错点！