Question

（2012?廣元）如圖所示，一個物理實驗興趣小組在研究“斜面的機械效率”時，首先搭建了長2m，高0.4m的斜面，然后用5秒將重20N的物體從斜面底端勻速拉到斜面的頂端．由此他們計算出了該斜面的機械效率為80%．則：（g取10N/kg）
（1）物體在斜面上運動的速度是多少？
（2）拉力F的功率是多少？
（3）物體沿斜面向上運動時受到的摩擦力的大小是多少？（空氣阻力不計）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)v=

s

t

求出物體的運動速度；
（2）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)η=

W有用

W總

求出拉力做的總功，根據(jù)P=

W

t

求出拉力的功率；
（3）求出克服摩擦力做的額外功，根據(jù)W=fs求出摩擦力．

解答：已知：斜面長s=2m，高h=0.4m，時間t=5s，重力G=20N，機械效率η=80%，g=10N/kg
求：（1）運動速度v=？；（2）拉力F的功率P=？；（3）受到的摩擦力f=？
解：（1）物體在斜面上運動的速度：
v=

s

t

=

2m

5s

=0.4m/s；
（2）有用功W_有用=Gh=20N×0.4m=8J，
∵η=

W有用

W總

∴拉力做的總功：
W_總=

W有用

η

=

8J

80%

=10J，
拉力的功率：
P=

W總

t

=

10J

5s

=2W；
（3）∵W_總=W_有用+W_額
∴克服摩擦力做的額外功：
W_額=W_總-W_有用=10J-8J=2J，
∵W=fs
∴摩擦力f=

W額

s

=

2J

2m

=1N．
答：（1）物體在斜面上運動的速度是0.4m/s；
（2）拉力F的功率是2W；
（3）受到的摩擦力的大小是1N．

點評：此題主要考查的是學生對速度、有用功、總功、功率、額外功、摩擦力計算公式的理解和掌握，知道克服摩擦力做的功為額外功是解決此題的關鍵．