Question

1．如图所示，将一个重为10N的木块沿倾角为30°斜面匀速向上拉至顶端，拉力为8N，斜面高5m，拉力做功为80J，木块所受的摩擦力为3N．若仅使倾角θ逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐增大（选填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

分析 （1）已知斜面倾角和斜面高度，由数学知识可得斜面的长度，利用W=Fs计算拉力做的功；
（2）先利用W=Gh计算有用功，再根据W_总=W_有+W_额计算额外功，而W_额=fs，据此可求得木块所受的摩擦力；
（3）使用斜面时，高度不变的情况下，斜面越长越省力，斜面越陡越费力．

解答 解：（1）已知斜面倾角为30°，斜面高h=5m，
根据数学知识可知，斜面的长度：s=2h=2×5m=10m；
拉力做的功：W_总=Fs=8N×10m=80J．
（2）对物体所做的有用功：W_有=Gh=10N×5m=50J；
根据W_总=W_有+W_额可得，额外功：W_额=W_总-W_有=80J-50J=30J；
因为W_额=fs，
所以，木块所受的摩擦力：f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{30J}{10m}$=3N．
（3）仅使倾角θ逐渐增大（即斜面变陡），拉动物体越费力，即沿斜面向上的拉力将逐渐增大．
故答案为：80；3；增大．

点评 本题主要考查了使用斜面时总功、有用功、额外功的计算，根据额外功求解摩擦力是此类题目的常用方法；特别注意：使用斜面匀速提升物体时，拉力和摩擦力并不是一对平衡力，原因是受到了重力的影响．