Question

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．

Answer 1

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_总=Fs=500N×2m=1000J，
斜面的机械效率：
η=×100%=×100%=70%；
（2）∵W_总=W_有用+W_额
∴克服摩擦做的额外功：
W_额=W_总-W_有用=1000J-700J=300J，
∵W_额=fs，
∴斜面对物体的摩擦力：
f===150N．
答：（1）斜面的机械效率为70%；
（2）斜面对物体的摩擦力为150N．
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=求出机械效率；
（2）根据W_总=W_有用+W_额求出克服摩擦做的额外功，根据W_额=fs求出摩擦力．
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．