Question

10．斜面的长为20m，高度为5m，小明沿斜面方向用180N的力向上把重为600N的物体从斜面底端拉上斜面用时10秒，则：
（1）有用功是多少？
（2）总功是多少焦耳？
（3）额外功是多少焦耳？
（4）拉力的功率多大？
（5）这个斜面的机械效率是多大？

Answer 1

分析 （1）已知物体的重力和提升的高度，根据公式W=Gh可求所做的有用功；
（2）已知拉力的大小和斜面的长度，根据公式W=FS可求拉力所做的总功；
（3）总功与有用功的差就是额外功；
（4）由P=$\frac{W}{t}$可求拉力的功率；
（5）有用功与总功的比值就是斜面的机械效率．

解答 解：
（1）有用功等于直接把物体匀速举高1m所做的功：
W_有用=Gh=600N×5m=3000J；
（2）拉力所做的总功：
 W_总=Fs=180N×20m=3600J；
（3）由W_总=W_有用+W_额外可得额外功：
W_额外=W_总-W_有用=3600J-3000J=600J；
（4）拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{3600J}{10s}$=360W；
（5）此斜面的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3000J}{3600J}$×100%≈83%．
答：（1）有用功为3000J，
（2）总功是3600J，
（3）额外功是600J，
（4）拉力的功率为360W；
（5）斜面的机械效率是83%．

点评 本题考查在斜面上的有用功、总功、功率和机械效率的计算，关键是公式的灵活运用．