参加5?12抗震救灾的志愿者们,利用木板制成的斜面将一箱箱矿泉水拉到卡车车厢中,如图为斜面原理图.已知该卡车车厢离地1.2m,木板制成的斜面长2.0m,假设每箱矿泉水质量10kg.请计算:(g取10N/kg)
(1)将一箱矿泉水拉到车厢中需克服重力做功________J;
(2)不计箱子与木板间的摩擦力,志愿者将一箱矿泉水匀速拉上车厢时至少用________N的拉力.
(3)如志愿者实际用了80N的沿斜面向上的拉力,将矿泉水匀速拉上车厢,则此斜面的机械效率为________.
解:(1)每箱矿泉水质量10kg,则重力G=mg=10kg×10N/kg=100N,
∴克服重力做功W有用=Gh=100N×1.2m=120J;
(2)利用斜面不计箱子与木板间的摩擦力时,根据功的原理得:
W有用=W总,即:Gh=Fs,
∴F===60N;
(3)若F′=80N,
斜面的效率:η====75%.
故答案为:(1)120;(2)60;(3 )75%.
知道斜面高h、斜面长s、物体重G,沿斜面匀速推物体,利用W=Gh求提升物体做功(有用功),若不计摩擦,利用功的原理W总=Fs=W有用,求拉力;
若知道实际拉力,利用W=Gh求有用功,利用W=Fs求总功,再利用效率公式计算斜面的机械效率.
点评:斜面是省力的机械,能够分清哪是有用功,哪是总功是解题的关键,有用功等于物体重力和斜面高度的乘积W有=Gh,总功等于拉力和斜面长度的乘积总功W总=Fs.