Question

3．如圖所示，拉力F將重為100N的物體勻速拉到4m高的斜面頂端，所用時間為20s，克服物體與斜面間的摩擦所做的額外功為100J．整個過程中（　�。�

• A． 克服重力做功為1000J
• B． 拉力F的功率為20W
• C． 斜面的機械效率為80%
• D． 勻速拉動時，拉力F和物體與斜面間的摩擦力f大小相等

Answer 1

分析 （1）利用W=Gh求克服重力做的有用功；
（2）拉力做的總功等于有用功加上額外功，知道做功時間，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（3）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求斜面的機械效率；
（4）額外功W_額=fs，據此求摩擦力；W_總=Fs，據此求拉力，據此得出拉力F和物體與斜面間的摩擦力f大小關系．

解答 解：
A、克服重力做的有用功：W_有用=Gh=100N×4m=400J，故A錯；
B、拉力做的總功：W_總=W_有用+W_額=400J+100J=500J，
拉力做功功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{500J}{20s}$=25W，故B錯；
C、斜面的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{400J}{500J}$×100%=80%，故C正確；
D、額外功W_額=fs，所以摩擦力f=$\frac{{W}_{額}}{s}$；W_總=Fs，所以拉力F=$\frac{{W}_{總}}{s}$；
因為W_額小于W_總，所以拉力F和物體與斜面間的摩擦力f大小不相等，故D錯．
故選C．

點評 本題考查了利用斜面有用功、總功、機械效率的計算，知道額外功等于克服摩擦阻力做的功是本題的關鍵．