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如图所示为倾角30°的固定斜面,斜面长S=2m,高h=1m,方明同学用平行于斜面500N的推力F将质量为70kg的物体在5s时间内推到斜面顶端.(g取10N/kg)求:
(1)斜面的机械效率.
(2)斜面对物体的摩擦力.
分析:(1)知道物体重力和高度,根据公式W=Gh求出有用功;再根据公式W=Fs求出总功,根据公式η=
W有用
W
求出机械效率;
(2)根据W=W有用+W求出克服摩擦做的额外功,根据W=fs求出摩擦力.
解答:已知:斜面长s=2m,高h=1m,推力F=500N,物体的质量为m=70kg
求:(1)斜面的机械效率η=?;(2)斜面对物体的摩擦力f=?
解:(1)物体的重力G=mg=70kg×10N/kg=700N,
推力做的有用功:
W有用=Gh=700N×1m=700J;
推力做的总功:
W=Fs=500N×2m=1000J,
斜面的机械效率:
η=
W有用
W
×100%=
700J
1000J
×100%=70%;
(2)∵W=W有用+W
∴克服摩擦做的额外功:
W=W-W有用=1000J-700J=300J,
∵W=fs,
∴斜面对物体的摩擦力:
f=
W
s
=
300J
2m
=150N.
答:(1)斜面的机械效率为70%;
(2)斜面对物体的摩擦力为150N.
点评:此题主要考查的是学生对有用功、额外功、总功和机械效率计算公式的理解和掌握,明确克服摩擦力做的功为额外功是解决此题的关键.
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