Question

2．如右图所示，斜面长s=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重
为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体所受到摩擦力80N．求：
（1）推力F的大小．
（2）运动过程中克服物体的重力做的功；
（3）斜面的机械效率．

Answer 1

分析 （1）根据功的原理求出假设没有摩擦力时，需要的推力，然后再根据物体的受力平衡求出运动过程中物体所受到摩擦力时的推力大小；
（2）根据W=Gh求出克服物体的重力做的功；
（3）根据W=Fs求出求出总功，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出机械效率．

解答 解：（1）假设没有摩擦力时，根据功的原理FL=Gh可得：
推力F′=$\frac{Gh}{L}$=$\frac{100N×4m}{10m}$=40N，
由于运动过程中物体实际所受到摩擦力80N，则实际推力F=F′+f=40N+80N=120N．
（2）有用功W_有用=Gh=100N×4m=400J，
（3）总功W_总=Fs=120N×10m=1200J，
机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{400J}{1200J}$×100%≈33.3%．
答：（1）推力F的大小为120N．
（2）运动过程中克服物体的重力做的功为400J；
（3）斜面的机械效率为33.3%．

点评 此题主要考查的是学生对斜面的有用功、总功、机械效率计算公式的理解和掌握，注意利用斜面时由于需要克服摩擦力多施加一部分拉力．