Question

如图实验装置，斜面长2m，高0.5m，秒表每格1s．重为1N的小车在沿斜面方向、大小是0.3N的拉力F作用下，从底端匀速到达顶端，秒表变化如图（指针转动未超过一周）．求：
（1）拉力所做的功；
（2）拉力的功率；
（3）斜面的机械效率．

Answer 1

【答案】分析：（1）小车在拉力的作用下从底端匀速到达顶端，从而可知小车在拉力的方向上移动的距离，已知拉力的大小，可利用公式W=FS计算拉力所做的功；
（2）从图可知，秒表的指针转动了5个格，秒表每格1s，从而可知做功所需要的时间，再利用公式P=计算拉力的功率；
（3）从图可知，拉力所做的功为总功，克服重力所做的功为有用功，已知小车的重力和小车上升的高度，可利用公式W=Gh计算有用功，最后利用公式η=计算机械效率．
解答：解：
（1）∵F=0.3N，S=2m，
∴W=FS=0.3N×2m=0.6J．
答：拉力所做的功为：0.6J．
（2）∵秒表的指针转动了5个格，做功所需要的时间为：5×1s=5s，
∴P===0.12W．
答：拉力的功率为0.12W．
（3）拉力所做的功为总功，W_总=W=0.6J，
∵G=1N，h=0.5m，
∴W_有用=Gh=1N×0.5m=0.5J，
从而可知，η==≈83.3%．
答：斜面的机械效率为83.3%．
点评：本题为机械效率的题目，要准确的找到有用功和总功，并可以利用公式进行计算，然后再由时间求出功率，需要注意的是，在计算功率时，要注意所求的为有用功率还是总功率，防止把W代错．