典題10: 一塊長4 m的木闆,一端放在地上,另一端擱在離地面1 m高的汽車車廂上,裝卸工人把一個重4×10³N 的木箱沿着木闆勻速推到車廂裡,若木箱受到的摩擦阻力為木箱重的 0. 25 倍,則
(1)裝卸工人沿木闆向上推木箱的力多大?
(2)該斜面的機械效率多大?
解析:1.由題意可知,這是一個斜面機械效率問題,斜面示意圖如下:
且L=4m,h=1m。
2裝卸工人推動木箱時受力情況如下圖所示:
由題意可知:推力為F,
G=4x10³N,
摩擦力f=0.25G=1x10³N。
3在沿木闆将木箱推上汽車的過程中:
3.1裝卸工人做的總功為:
W總= FL;
3.2在這個過程中,應做的有用功為:
W有用=Gh=4x10³Nx1m=4x10³J;
3.3在這個過程中,做的額外功為:
W額=fL
=1x10³Nx4m
=4x10³J
3.4由W總=W有用 W額可知
W總=4x10³J 4x10³J
=8x10³J,
所以F=W總/L
=8x10³J/4m
=2x10³N
4該斜面的機械效率
η=W有用/W總
=4x10³J/8x10³J
=50%
小結:本題涉及有用功、總功和額外功的概念,在具體判斷有用功時,隻要看所發生的件的目的是什麼,如本題是将重物提高而必須做功 Ch,也稱為輸出功;而總功是對整個機械裝置的功,也稱為輸人功;額外功是被機械裝置消耗掉的不能被裝置輸出的功。
,