Question

4．如圖所示，為方便上下臺(tái)階，一些公共場(chǎng)所設(shè)計(jì)了殘疾人專用通道（斜面）．小明2min將重700N的物體沿8m長(zhǎng)的斜面拉上1.2m高的平臺(tái)，沿斜面所用的拉力為150N．
（1）拉力做功的功率是多少？
（2）摩擦力是多少？
（3）在此過(guò)程中斜面的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道拉力的大小和斜面的長(zhǎng)度，根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功，又知道運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出拉力做功的功率；
（2）根據(jù)W=Gh求出有用功，總功減去有用功即為額外功，額外功為克服斜面摩擦力所做的功，根據(jù)W=Fs求出摩擦力的大小；
（3）知道有用功和總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%求出此過(guò)程中斜面的機(jī)械效率．

解答 解：（1）拉力做的總功：
W_總=Fs=150N×8m=1200J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{1200J}{2×60s}$=10W；
（2）此過(guò)程中的有用功：
W_有=Gh=700N×1.2m=840J，
此過(guò)程中克服摩擦力所做的額外功：
W_額=W_總-W_有=1200J-840J=360J，
由W=Fs可得，
f=$\frac{{W}_{額}}{s}$=$\frac{360J}{8m}$=45N；
（3）此過(guò)程中斜面的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{840J}{1200J}$×100%=70%．
答：（1）拉力做功的功率是10W；
（2）摩擦力是45N；
（3）在此過(guò)程中斜面的機(jī)械效率是70%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功和功率、摩擦力、機(jī)械效率的計(jì)算，明確額外功為克服摩擦力所做的功是關(guān)鍵．