Question

如圖甲所示，用彈簧秤將重為3.9N的物塊從斜面的底端勻速拉至頂端，則物塊所受拉力為         N，已知斜面的高為2m，長為4m，則拉力做功為         J，斜面的機械效率為             ．若用圖乙所示裝置勻速提升該重物上升0.5m，當其機械效率與斜面相同時，豎直向上的拉力為             N，該過程所做的額外功為              J．

Answer 1

2.6   10.4   75℅   1.73（或1.7）   0.65

試題分析：在斜面中，拉力做功是總功，克服物重做功是有用功，克服物體與斜面的摩擦做功是額外功。拉力做的總功為W_總=FS=2.6N×4m=10.4J。克服物重做的有用功為W_有用=Gh=3.9N×2m=7.8N。
斜面的機械效率為。
若使用滑輪組提升物體時，
拉力
利用滑輪組做的總功為W_總’=F’s’=1.73N×0.5m×3=2.6J
額外功為W_額外= W_總’×（1-η）=2.6J×（1-75%）=0.65J