【题目】如图甲所示是工人搬运货物的情景,过程简化如图乙所示,先利用斜面将货物匀速推到车上,再将货物水平推到d点,这个过程中推力大小保持为800 N,方向与运动方向保持一致,货物重为1 000 N,各段长度如图乙所示,推上斜面用时10 s,水平推动用时5 s,g=10 N/kg,求:
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(1)货物沿斜面运动的速度;
(2)货物从a点到b点的运动过程中,受到摩擦力的大小;
(3)斜面的机械效率;
(4)货物从b点运动到d点过程中推力的功率。
【答案】(1)0.15 m/s;(2)200 N;(3)75%;(4)288 W
【解析】
(1)将货物沿斜面推到车上的过程中,货物的运动速度:v==
=0.15 m/s
(2)货物从a点到b点的运动过程中有用功:W有用=Gh=1 000 N×0.9 m=900 J
推力做的总功:W总=Fs=800 N×1.5 m=1 200 J
额外功:W额=W总-W有用=1 200 J-900 J=300 J
由W额=fs得摩擦力:f=
=
=200 N
(3)斜面的机械效率:η=
=
=75%
(4)货物从b点运动到d点过程中,推力F=800 N,沿水平方向推动的距离s′=1.8 m
此过程中推力做功:W=Fs′=800 N×1.8 m=1 440 J
此过程中推力的功率:P=
=
=288 W