Question

10．在斜面上將一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的物體，從底端沿斜面勻速拉到頂端（如圖所示），所用時(shí)間為4s，斜面長(zhǎng)s=1m、高h(yuǎn)=0.2m，該斜面的機(jī)械效率為80%．（g=10N/kg）
求：（1）物體受到的重力．
       （2）拉力所做的有用功．
       （3）拉力所做的總功和總功率．
       （4）物體在斜面上受到的摩擦力．

Answer 1

分析 （1）知道物體質(zhì)量，利用G=mg求其重力；
（2）知道斜面高，利用W=Gh求使用斜面做的有用功；
（3）知道斜面效率，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$求拉力做的總功，再利用P=$\frac{W}{t}$求總功率；
（4）克服摩擦力做的功是額外功，根據(jù)W_總=W_有用+W_額外計(jì)算出額外功W_額，再根據(jù)W_額外=fS計(jì)算出摩擦力．

解答 解：
（1）物體重力：
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N；
（2）使用斜面做的有用功：
W_有用=Gh=4N×0.2m=0.8J；
（3）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=80%得拉力做的總功：
W_總=$\frac{{W}_{有用}}{80%}$=$\frac{0.8J}{80%}$=1J，
拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{1J}{4s}$=0.25W；
（4）因?yàn)閃_總=W_有用+W_額外
所以額外功W_額=W_總-W_有用=1J-0.8J=0.2J，
由W_額=fs得摩擦力：
f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{0.2J}{1m}$=0.2N．
答：（1）物體受到的重力為4N．
（2）拉力所做的有用功為0.8J．
（3）拉力所做的總功為1J、總功率為0.25W．
（4）物體在斜面上受到的摩擦力為0.2N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用斜面時(shí)有用功、總功、額外功、功率的計(jì)算，明確使用斜面克服摩擦力做的功是額外功是關(guān)鍵．