10. 提升题如图 11 - 5 - 3 所示,一辆货车从山底 A 匀速开到山顶 B。货车重 5.0×10⁴ N,发动机的功率为 50 kW 且保持不变,山坡 AB 长 2 000 m,高 300 m,牵引力保持 2.5×10⁴ N 不变,不计空气阻力。求:

(1)货车从山底开到山顶所做的有用功;
(2)山坡的机械效率;
(3)货车在山坡上行驶时所受的摩擦力。
(1)货车从山底开到山顶所做的有用功;
(2)山坡的机械效率;
(3)货车在山坡上行驶时所受的摩擦力。
答案
(1)有用功:
$W_{\mathrm{有用}} = G · h = 5.0 × 10^4 \, \mathrm{N} × 300 \, \mathrm{m} = 1.5 × 10^7 \, \mathrm{J}$
(2)总功:
$W_{\mathrm{总}} = F · s = 2.5 × 10^4 \, \mathrm{N} × 2000 \, \mathrm{m} = 5 × 10^7 \, \mathrm{J}$
机械效率:
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1.5 × 10^7 \, \mathrm{J}}{5 × 10^7 \, \mathrm{J}} × 100\% = 30\%$
(3)额外功:
$W_{\mathrm{额外}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有用}} = 5 × 10^7 \, \mathrm{J} - 1.5 × 10^7 \, \mathrm{J} = 3.5 × 10^7 \, \mathrm{J}$
摩擦力:
$f = \frac{W_{\mathrm{额外}}}{s} = \frac{3.5 × 10^7 \, \mathrm{J}}{2000 \, \mathrm{m}} = 1.75 × 10^4 \, \mathrm{N}$
$W_{\mathrm{有用}} = G · h = 5.0 × 10^4 \, \mathrm{N} × 300 \, \mathrm{m} = 1.5 × 10^7 \, \mathrm{J}$
(2)总功:
$W_{\mathrm{总}} = F · s = 2.5 × 10^4 \, \mathrm{N} × 2000 \, \mathrm{m} = 5 × 10^7 \, \mathrm{J}$
机械效率:
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1.5 × 10^7 \, \mathrm{J}}{5 × 10^7 \, \mathrm{J}} × 100\% = 30\%$
(3)额外功:
$W_{\mathrm{额外}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有用}} = 5 × 10^7 \, \mathrm{J} - 1.5 × 10^7 \, \mathrm{J} = 3.5 × 10^7 \, \mathrm{J}$
摩擦力:
$f = \frac{W_{\mathrm{额外}}}{s} = \frac{3.5 × 10^7 \, \mathrm{J}}{2000 \, \mathrm{m}} = 1.75 × 10^4 \, \mathrm{N}$
11. 图 11 - 5 - 4 所示的是“探究斜面的机械效率跟什么因素有关”的实验装置。

(1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个,砝码若干。为了完成实验,还需要的测量工具是
(2)实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。实验的部分数据如下表所示。

①该同学应用控制变量法探究的是斜面的机械效率与
②在第 4 次实验中,斜面的机械效率为
(1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个,砝码若干。为了完成实验,还需要的测量工具是
刻度尺
。(2)实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。实验的部分数据如下表所示。
①该同学应用控制变量法探究的是斜面的机械效率与
物块重力
、斜面的倾斜程度
、接触面的粗糙程度
的关系。②在第 4 次实验中,斜面的机械效率为
71%
(精确到 1%)。答案
(1)刻度尺
(2)①物块重力;斜面的倾斜程度;接触面的粗糙程度
②71%
(2)①物块重力;斜面的倾斜程度;接触面的粗糙程度
②71%
登录