Question

11．如图所示，斜面长1m，高0.4m，用大小为5N沿斜面向上的拉力F，将重10N的铁块从底端匀速拉到顶端，那么物体与斜面之间的摩擦力为1N，斜面的机械效率为80%；若仅使倾角θ逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐增大（选填“增大”、“不变”或“减小”），此斜面的机械效率将逐渐增大（选填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

分析 （1）求出有用功和总功，可以得到额外功；已知额外功和斜面长度，利用公式f=$\frac{{W}_{额}}{L}$得到摩擦力．利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%计算斜面的机械效率；
（2）使用斜面时，高度不变的情况下，斜面越长越省力，斜面越陡越费力；
（3）斜面越陡，斜面机械效率越大．

解答 解：（1）斜面的有用功为W_有用=Gh=10N×0.4m=4J，
斜面的总功为W_总=FL=5N×1m=5J，
额外功为W_额=W_总-W_有用=5J-4J=1J，
摩擦力为f=$\frac{{W}_{额}}{L}$=$\frac{1J}{1m}$=1N．
斜面的机械效率为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{4J}{5J}$×100%=80%；
（2）若仅使倾角θ逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐增大；
（3）其他条件不变，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高．
故答案为：1；80%；增大；增大．

点评 此题考查的是斜面机械效率计算公式的应用、机械效率影响因素，此题给我们的启发是：物体沿斜面匀速直线运动时，拉力不等于摩擦力．