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21. 如图17所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了。某工人用沿斜面向上的推力将重800N的货物从地面匀速推进车厢,已知斜面长3m、高1.2m,在这个过程中,工人所做的额外功为240J。
(1) 工人如果直接把货物徒手搬进车厢,则至少要对货物做多少功?
(2) 斜面的机械效率是多大?
(3) 工人对货物沿斜面向上的推力是多大?
(4) 不改变斜面倾斜角和货物的质量,提高斜面的机械效率的方法是____。
(1) 工人如果直接把货物徒手搬进车厢,则至少要对货物做多少功?
(2) 斜面的机械效率是多大?
(3) 工人对货物沿斜面向上的推力是多大?
(4) 不改变斜面倾斜角和货物的质量,提高斜面的机械效率的方法是____。
答案：
【解析】：
(1) 工人直接把货物徒手搬进车厢，克服重力做功，$W_{有}=Gh = 800N×1.2m = 960J$。
(2) 总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}=960J + 240J = 1200J$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{960J}{1200J}×100\% = 80\%$。
(3) 根据$W_{总}=Fs$，可得推力$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{1200J}{3m}=400N$。
(4) 不改变斜面倾斜角和货物的质量，提高斜面机械效率的方法是减小斜面的粗糙程度（或在斜面加润滑油等）。
【答案】：
(1) $960J$
(2) $80\%$
(3) $400N$
(4) 减小斜面的粗糙程度（或在斜面加润滑油等）
(1) 工人直接把货物徒手搬进车厢，克服重力做功，$W_{有}=Gh = 800N×1.2m = 960J$。
(2) 总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}=960J + 240J = 1200J$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{960J}{1200J}×100\% = 80\%$。
(3) 根据$W_{总}=Fs$，可得推力$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{1200J}{3m}=400N$。
(4) 不改变斜面倾斜角和货物的质量，提高斜面机械效率的方法是减小斜面的粗糙程度（或在斜面加润滑油等）。
【答案】：
(1) $960J$
(2) $80\%$
(3) $400N$
(4) 减小斜面的粗糙程度（或在斜面加润滑油等）
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