Question

17．如圖所示，用力F將重為100N的物體勻速拉上高為1m、斜邊長為2m的斜面，已知斜面的機(jī)械效率為80%．
（1）求所用的拉力F大小；
（2）若物體重為G，與斜面之間的摩擦力為f，斜面長為s高為h，拉力為F．很多同學(xué)都認(rèn)為，物體勻速上升的過程中，拉力F與摩擦力f是一對平衡力，試根據(jù)有用功、額外功和總功之間的關(guān)系，證明：拉力F＞f．

Answer 1

分析 （1）利用W_有用=Gh求有用功，知道斜面的機(jī)械效率，利用效率公式求總功，再利用W_總=Fs求拉力大��；
（2）拉力做的功為總功，克服重力做的功為有用功，克服摩擦力做的功為額外功，再根據(jù)總功和額外功的關(guān)系證明拉力和摩擦力的關(guān)系．

解答 解：
（1）W_有用=Gh=100N×1m=100J，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$得：
W_總=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{100J}{80%}$=125J，
由W_總=Fs得拉力大�。�
F=$\frac{{W}_{總}}{s}$=$\frac{125J}{2m}$=62.5N；
（2）拉著物體在斜面上勻速運(yùn)動時，拉力不僅要克服重力做功，而且要克服摩擦力做功．
拉力做的功為總功，W_總=Fs；
克服重力做的功為有用功，W_有用=GH，
克服摩擦力做的功為額外功，W_額=fs；
因?yàn)閃_總=W_有用+W_額，所以W_總＞W(wǎng)_額，
即Fs＞fs，
所以F＞f．
答：（1）所用的拉力F大小為62.5N；
（2）證明過程同上．

點(diǎn)評 本題考查的是學(xué)生對有用功、額外功、總功、機(jī)械效率計算公式的理解和掌握，基礎(chǔ)性題目．