Question

现有重800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端．求：
（1）小李同学拉木箱的功率是多大？
（2）该斜面的机械效率是多少？
（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？

Answer 1

解：（1）∵F=600N，v=0.2m/s，
∴小李同学拉木箱的功率为：P===Fv=600N×0.2m/s=120W
（2）∵G=800N，h=6m，
∴做的有用功为：W_有用=Gh=800N×6m=4800J，
则机械效率为：．
（3）额外功为：W_额外=W_总-W_有用=6000J-4800J=1200J，而W_额外=fs，
则摩擦力的大小为：．
答：（1）小李同学拉木箱的功率是120W．
（2）该斜面的机械效率是80%．
（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是120N．
分析：（1）已知斜面的长和拉力的大小，可以利用公式W=FS计算出拉力做的总功，又知道物体的运动速度，可利用公式t=计算出运动时间，最后再利用公式P=计算出功率的大小．
（2）知道物体的重力和提升的高度，可利用公式W=Gh计算出克服重力做的有用功；再利用公式η=计算出斜面的机械效率．
（3）而有用功加上额外功（克服摩擦做功）等于总功，据此求出额外功，再利用公式W_额外=fs的公式变形计算出摩擦力大小．
点评：本题考查有用功、总功、额外功和机械效率的计算，关键是公式和公式变形的应用，知道额外功等于克服摩擦阻力做的功，解题的关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和，注意f≠F，这是本题的易错点．