Question

15．用50N沿斜面向上的力将重为100N的物体推上坡顶，已经斜面高为2m，斜面长为5m．
（1）若物体在斜面上做匀速直线运动，物体受到的摩擦力是多大？
（2）此时斜面的机械效率是多少？
（3）若斜面是光滑的，需要用多大的推力才能把物体匀速推上坡顶？

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡分析求解摩擦力大小；
（2）利用W=Fs求出有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率；
（3）若斜面是光滑的，则不做额外功，根据功的原理求出推力大小．

解答 解：（1）物体在斜面上做匀速直线运动，物体受到的摩擦力与推力为一对平衡力，故物体受到的摩擦力为50N；
（2）有用功为：W_有用=Gh=100N×2m=200J；
总功为：W_总=Fs=50N×5m=250J；
此时斜面的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{200J}{250J}$×100%=80%；
（3）若斜面是光滑的，则有：Fs=Gh，故F=$\frac{Gh}{s}$=$\frac{100N×2m}{5m}$=40N．
答：（1）若物体在斜面上做匀速直线运动，物体受到的摩擦力是50N；
（2）此时斜面的机械效率是80%；
（3）若斜面是光滑的，需要用40N的推力才能把物体匀速推上坡顶．

点评 此题主要考查学生对于二力平衡、功、机械效率公式的理解和掌握，属于中考热点，最后一问属于理想化，依据为功的原理．