參加5?12抗震救災的志愿者們,利用木板制成的斜面將一箱箱礦泉水拉到卡車車廂中,如圖為斜面原理圖.已知該卡車車廂離地1.2m,木板制成的斜面長2.0m,假設每箱礦泉水質量10kg.請計算:(g取10N/kg)
(1)將一箱礦泉水拉到車廂中需克服重力做功________J;
(2)不計箱子與木板間的摩擦力,志愿者將一箱礦泉水勻速拉上車廂時至少用________N的拉力.
(3)如志愿者實際用了80N的沿斜面向上的拉力,將礦泉水勻速拉上車廂,則此斜面的機械效率為________.
解:(1)每箱礦泉水質量10kg,則重力G=mg=10kg×10N/kg=100N,
∴克服重力做功W有用=Gh=100N×1.2m=120J;
(2)利用斜面不計箱子與木板間的摩擦力時,根據功的原理得:
W有用=W總,即:Gh=Fs,
∴F===60N;
(3)若F′=80N,
斜面的效率:η====75%.
故答案為:(1)120;(2)60;(3 )75%.
知道斜面高h、斜面長s、物體重G,沿斜面勻速推物體,利用W=Gh求提升物體做功(有用功),若不計摩擦,利用功的原理W總=Fs=W有用,求拉力;
若知道實際拉力,利用W=Gh求有用功,利用W=Fs求總功,再利用效率公式計算斜面的機械效率.
點評:斜面是省力的機械,能夠分清哪是有用功,哪是總功是解題的關鍵,有用功等于物體重力和斜面高度的乘積W有=Gh,總功等于拉力和斜面長度的乘積總功W總=Fs.