（每日一題）拉力F做的功與W總功

2024-03-21 20:59:27教育資訊44

知識回顧

上次我們學(xué)過什么是機械效率，即

還求出輪對的機械效率，即：

這次我們了解斜面的機械效率。

斜面的有用功、額外功和總功

如圖所示，蜿蜒的山路是一個斜坡。

斜面也是杠桿。這是一個省力的杠桿，但會消耗距離。

用拉力F將重物G從坡底拉到坡頂；斜坡的長度為 s，高度為 h。

首先我們來確定我們的目的：將物體向下拉到斜面的頂部，以增加高度h。因此，物體克服重力所做的功就是有用功，即：

W有用=Gh

在把物體向上拉的過程中，必須克服斜面的摩擦力才能做功。此時所做的工作是額外的工作，即：

維斯特拉=fs

無論是有用功還是額外功，都是被外力F克服的，那么拉力F所做的功就是總功斜面的機械效率跟什么有關(guān)，即：

W 總功 = Fs

此時我們可以計算出斜面的機械效率，即

η=Gh/Fs

示例問題和演示

如標(biāo)題，有用功為W 有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4m=2000J

該題還告訴我們克服摩擦力所做的功，即額外做的功W extra = 500J斜面的機械效率跟什么有關(guān)，那么我們可以求出總功：

W 總功 = W 有用 + W 額外 = 2000J + 500J = 2500J。

從這里我們可以排除答案D。

其次，拉力行進(jìn)的距離s=10m，由此可求出拉力

F=W總功/s=2500J÷10m=250N，則答案B錯誤。

接下來我們要尋找機械效率：

η=W有用/W總功=2000J÷2500J=80%。可見答案A也是錯誤的。

看來正確答案一定是C。我們看看是不是這樣：

f=W extra/s=500J÷10m=50N，答案C正確

傾斜角度對傾斜機械效率的影響

當(dāng)斜面的傾角變化時，斜面的機械效率會有所不同，如下圖所示：

從第一組和第三組數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)斜面的傾斜角度變大時，機械效率也隨之增加。

提高坡口機械效率

· 增加有用功（增加物體重量）

· 減少額外工作（降低坡度粗糙度）

· 加大坡度角度

實踐

4月20日公布答案

關(guān)注【大胡子物理】私信‘福利020’獲取《12.3機械效率》同步練習(xí)題

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