Question

在如圖所示的斜面裝置中，重為1N的小車(chē)沿著斜面從底端勻速拉到頂端，秒表示數(shù)如圖（秒表每格1s，指針轉(zhuǎn)動(dòng)未超過(guò)一周，不計(jì)車(chē)長(zhǎng)），求：（結(jié)果保留2位小數(shù)）
（1）小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度為多少？
（2）拉力的功率為多少？
（3）斜面的機(jī)械效率為多少？

Answer 1

解：（1）∵秒表的指針轉(zhuǎn)動(dòng)了5個(gè)格，
∴小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=5×1s=5s
v===0.4m/s；
（2）∵F=0.3N，S=2m，
∴W=FS=0.3N×2m=0.6J．
t=5s，
P===0.12W；
（3）拉力所做的功為總功，W_總=W=0.6J，
∵G=1N，h=0.5m，
∴W_有用=Gh=1N×0.5m=0.5J，
η==≈83.3%．
答：（1）小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度為0.4m/s；
（2）拉力的功率為0.12W；
（3）斜面的機(jī)械效率為83.3%．
分析：（1）從圖可知，秒表的指針轉(zhuǎn)動(dòng)了5個(gè)格，秒表每格1s，從而可知做功所需要的時(shí)間，又知道斜面長(zhǎng)，利用速度公式求小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度；
（2）小車(chē)在拉力的作用下從底端勻速到達(dá)頂端，從而可知小車(chē)在拉力的方向上移動(dòng)的距離，已知拉力的大小，可利用公式W=FS計(jì)算拉力所做的功；求出了做功所需要的時(shí)間，再利用公式P=計(jì)算拉力的功率；
（3）從圖可知，拉力所做的功為總功，克服重力所做的功為有用功，已知小車(chē)的重力和小車(chē)上升的高度，可利用公式W=Gh計(jì)算有用功，最后利用公式η=計(jì)算機(jī)械效率．
點(diǎn)評(píng)：本題為機(jī)械效率的題目，要準(zhǔn)確的找到有用功和總功，并可以利用公式進(jìn)行計(jì)算，然后再由時(shí)間求出功率，需要注意的是，在計(jì)算功率時(shí)，要注意所求的是有用功率還是總功率，防止把功W代錯(cuò)．