Question

2．據(jù)悉，在2016年7月1日正式開通會昌北（西江）站贛瑞龍動車旅客業(yè)務．在上個月的會昌北（西江）火車站建設工地上，如圖所示，工人把重1200N的物體沿著長L=5m、高h=1m的斜面從底部勻速拉上斜面的頂端，沿斜面所用的拉力為300N（不計空氣阻力）．求：
（1）將物體從斜面底部勻速拉到斜面頂端的過程中，拉力做了多少功？
（2）工人使用斜面做功的機械效率是多少？
（3）物體和斜面之間的摩擦力是多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W=Fs求出推力做的總功；
（2）根據(jù)W=Gh求出有用功，利用效率公式計算出機械效率；
（3）求出克服摩擦力做的額外功，再據(jù)W_額=fL計算摩擦力．

解答 解：
（1）已知沿斜面的拉力F=300N，斜面的長度L=5m，
拉力做的總功：
W_總=FL=300N×5m=1500J；
（2）工人做的有用功：
W_有=Gh=1200N×1m=1200J； 
工人使用斜面做功的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{1200J}{1500J}$×100%=80%；
（3）工人做的額外功：
W_額=W_總-W_有=1500J-1200J=300J，
由W_額=fL得摩擦力：
f=$\frac{{W}_{額}}{L}$=$\frac{300J}{5m}$=60N．
答：（1）將物體從斜面底部勻速拉到斜面頂端的過程中，拉力做了1500J的功；
（2）工人使用斜面做功的機械效率是80%；
（3）物體和斜面之間的摩擦力是60N．

點評 本題考查了使用斜面時總功、有用功、額外功、機械效率的計算，注意此時摩擦力不等于拉力，需要利用W_額=fL計算．