Question

20．如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为50N．利用这个装置将重为100N 的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端．则拉力做功的功率为50W，该装置的机械效率为80%．物体与斜面的摩擦力为10N．

Answer 1

分析 （1）已知物重和斜面高度，利用W=Gh求有用功；知道拉力和斜面长，利用W=Fs求总功；知道时间，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功的功率；
（2）求出了有用功和总功，利用效率公式求该装置的机械效率；
（3）求出了有用功和总功，可以求额外功（克服摩擦做的功）；利用W=fs求物体与斜面间的摩擦力．

解答 解：
（1）利用斜面做的有用功：
W_有用=Gh=100N×2m=200J，
总功：W_总=Fs=50N×5m=250J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{250J}{5s}$=50W；
（2）该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{200J}{250J}$×100%=80%；
（3）因为W_总=W_有用+W_额，
所以额外功（克服摩擦做的功）：
W_额=W_总-W_有用=250J-200J=50J，
而W_额=fs，
所以摩擦力f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{50J}{5s}$=10N．
故答案为：50；80%；10．

点评 此题考查了斜面的机械效率的计算和摩擦力的计算，需要注意的是：物体在斜面上匀速直线运动过程中，拉力和摩擦力不是一对平衡力．