若将某公路桥看做斜面,我们可以把汽车上桥的过程简化为图示的模型.若将一辆质量为1.5吨的小汽车匀速行驶上桥面,行驶过程中

若将某公路桥看做斜面,我们可以把汽车上桥的过程简化为图示的模型.若将一辆质量为1.5吨的小汽车匀速行驶上桥面,行驶过程中克服摩擦力做了2.5×105J的功,当车运动到20m高处时共行驶了110m的路程.求:

(1)运动过程中克服汽车重力做的功;
(2)此期间汽车牵引力的大小;
(3)此期间斜面的“机械”效率.
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yukeling 幼苗

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解题思路:(1)已知小汽车质量,可求得其重力,再利用W=Gh可求得运动过程中克服汽车重力做的功;
(2)已知行驶过程中克服摩擦力的功和行驶路程,利用W=fs变形可求得f,因小汽车匀速行驶,所以此期间汽车牵引力等于摩擦力;
(3)W=W有用+W额外,行驶过程中克服摩擦力做了2.5×105J的功为额外功,再根据η=
W有用
W
×100%可求得此期间斜面的“机械”效率.

(1)G=mg=1.5t=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,
克服汽车重力做的功W有用=Gh=1.5×104N×20m=3×105J,
(2)W=W有用+W额外=3×105J+2.5×105J=5.5×105J,
由W=Fs可得,
F=[W/s]=
5.5×105J
110m=5×103N,
(3)此期间斜面的“机械”效率η=
W有用
W总×100%=
3×105J
5.5×105J×100%≈55%.
答:(1)运动过程中克服汽车重力做的功为3×105J;
(2)此期间汽车牵引力为5×103N;
(3)此期间斜面的“机械”效率为55%.

点评:
本题考点: 功的计算;二力平衡条件的应用;斜面的机械效率.

考点点评: 本题考查了使用斜面有用功、额外功、总功的计算方法,知道利用斜面时额外功就是克服摩擦阻力做的功是解决此题的关键.

1年前

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