Question

如图所示，沿斜面把一个重50N的物体拉上去，所用拉力F=40N，斜面长5m，高3m，物体向上运动的速度为0.1m/s，求：
（1）拉力F所做的有用功；（2）拉力F的功率；
（3）斜面的机械效率；（4）额外功．

Answer 1

分析：（1）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求拉力提升物体所做的有用功．
（2）已知拉力的大小和拉力移动的距离（斜面长），根据公式W=FS可求拉力对物体做的总功，又知道物体向上运动的速度，可利用公式t=

s

v

计算出物体运动的时间，最后再利用公式P=

W

t

计算出拉力F的功率．
（3）已经求出有用功和总功，可利用公式η=

W有用

W总

计算出机械效率．
（4）已经求出有用功和总功，可利用公式W_额外=W_总-W_有用计算出额外功．

解答：解：
（1）∵G=50N，h=3m，
∴拉力F所做的有用功为：W_有用=Gh=50N×3m=150J．
（2）∵F=40N，S=5m，
∴拉力F对物体做的总功为：W_总=FS=40N×5m=200J，
而v=0.1m/s，
∴物体运动的时间为：t=

s

v

=

5m

0.1m/s

=50s，
拉力F的功率为：P=

W总

t

=

200J

50s

=4W．
（3）∵W_有用=150J，W_总=200J，
∴斜面的机械效率为：η=

W有用

W总

=

150J

200J

=75%．
（4）额外功为：W_额外=W_总-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）斜面的机械效率75%．
（4）额外功为50J．

点评：本题考查有用功、总功、额外功、机械效率和功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题相对比较简单．