Question

如圖所示，沿斜面把一個(gè)重50N的物體拉上去，所用拉力F=40N，斜面長(zhǎng)5m，高3m，物體向上運(yùn)動(dòng)的速度為0.1m/s，求：
（1）拉力F所做的有用功；（2）拉力F的功率；
（3）斜面的機(jī)械效率；（4）額外功．

Answer 1

分析：（1）已知物體的重力和提升的高度（斜面高），根據(jù)公式W=Gh可求拉力提升物體所做的有用功．
（2）已知拉力的大小和拉力移動(dòng)的距離（斜面長(zhǎng)），根據(jù)公式W=FS可求拉力對(duì)物體做的總功，又知道物體向上運(yùn)動(dòng)的速度，可利用公式t=

s

v

計(jì)算出物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，最后再利用公式P=

W

t

計(jì)算出拉力F的功率．
（3）已經(jīng)求出有用功和總功，可利用公式η=

W有用

W總

計(jì)算出機(jī)械效率．
（4）已經(jīng)求出有用功和總功，可利用公式W_額外=W_總-W_有用計(jì)算出額外功．

解答：解：
（1）∵G=50N，h=3m，
∴拉力F所做的有用功為：W_有用=Gh=50N×3m=150J．
（2）∵F=40N，S=5m，
∴拉力F對(duì)物體做的總功為：W_總=FS=40N×5m=200J，
而v=0.1m/s，
∴物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t=

s

v

=

5m

0.1m/s

=50s，
拉力F的功率為：P=

W總

t

=

200J

50s

=4W．
（3）∵W_有用=150J，W_總=200J，
∴斜面的機(jī)械效率為：η=

W有用

W總

=

150J

200J

=75%．
（4）額外功為：W_額外=W_總-W_有用=200J-150J=50J．
答：（1）拉力F所做的有用功150J．
（2）拉力F的功率4W．
（3）斜面的機(jī)械效率75%．
（4）額外功為50J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查有用功、總功、額外功、機(jī)械效率和功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，本題相對(duì)比較簡(jiǎn)單．