已知斜面长12米,高2.4米,效率80%.若用10秒钟将103牛顿重的物体匀速沿斜面方向由斜面底端拉至顶端,试求:
①拉力?②有用功?③额外功?④摩擦力?⑤人拉物体的功率?
【答案】
分析:(1)将物体从斜面底端拉到顶端所做的功是有用功,可以用W
有用=Gh来计算;
(2)拉力所做的功是总功,根据机械效率的公式η=
就可以计算出总功;算出总功后,知道斜面长,根据W
总=FL就可以求出拉力的大小;知道做功时间,利用功率公式求人拉物体的功率;
(3)克服摩擦力做的功是额外功,根据W
总=W
有用+W
额外计算出额外功W
额外,再根据W
额外=fS计算出摩擦力.
解答:解:
(1)物体从斜面的底端拉到顶端时,所做的有用功:
W
有用=Gh=103N×2.4m=247.2J;
(2)∵机械效率η=
,
∴W
总=
=
=309J,
∵W
总=FL,L=12m,
∴沿斜面向上的拉力:
F=
=
=25.75N;
人拉物体的功率:
P
总=
=
=30.9W;
(3)∵W
总=W
有用+W
额外∴W
额外=W
总-W
有用=309-247.2J=61.8J
∵W
额外=fL,
∴摩擦力:
f=
=
=5.15N;
答:①拉力为25.75N;②有用功为247.2J;③额外功为61.8J;④摩擦力为5.15N;⑤人拉物体的功率为30.9W.
点评:本题考查了有用功、总功、额外功、功率的计算,比较典型.注意使用斜面时,额外功等于克服摩擦力做的功;计算时注意选择合适的公式,只要细心,一般不会出错.