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）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=计算出物体运动的时间，最后再利用公式P=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=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．
【解析】

（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===50s，
拉力F的功率为：P===4W．
（3）∵W有用=150J，W总=200J，
∴斜面的机械效率为：η===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．