Question

19．利用如图所示的斜面提升物体可以省力（选填“省力”或“费力”）．用平行于斜面的拉力，将重为5N的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为1m，上升的高度为0.2m．已知斜面的机械效率为50%，则拉力大小为2N．在匀速上升过程中物体机械能逐渐增大．（选填“增大”、“减小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）斜面也是一种简单机械，越陡越省力；
（2）有用功等于克服物体的重力做的功，即W_有用=Gh；机械效率等于有用功和总功的比值；利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求总功，再利用W=Fs求拉力；
（3）机械能的变化取决于动能和势能的变化；动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关．

解答 解：
（1）根据功的原理可知：使用任何机械都不省功；利用斜面可以省力，但费了距离．
（2）有用功：W_有用=Gh=5N×0.2m=1J；
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$得总功：
W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{1J}{50%}$=2J；
由W_总=Fs得拉力大小：
F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{2J}{1m}$=2N；
（3）机械能是动能和势能的总和；因为物体匀速上升，故动能不变；物体的高度增大，故重力势能增大；因而物体的机械能将增大．
故答案为：省力；2；增大．

点评 本题考查了学生对斜面的机械效率、斜面的特点、机械能影响因素的了解和掌握．其中利用机械效率的变形公式来计算拉力是本题的难点，注意认真领会．