这个题的机械效率如何求解?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/14 01:09:14
(2007年茂名市中考物理试题)底面积为S=0.4㎡的大木箱原放在水平地面上。如图9所示,现某人用小车将它从斜面底端匀速推上斜面顶端,整个过程历时10秒。已知木箱重400N,人体重600N,人对车的推力F=75N,斜面长l=4m,斜面高h=0.5m,求:
(1)木箱对水平地面的压强;(2)木箱沿斜面向上的速度;
(3)对木箱所做的有用功; (4)这种情况下的机械效率。

此题第4问中的机械效率有3种求解,答案分别是66.7%(有用功W有=G物H=400N*0.5M=200J,总功W总=FL=75N*4M=300J

YITA=W有/W总=200J/300J=66.7%)、26.7%(有用功w=Gh=400N×0.5m=200J。F所作的功W1=F×L=75N×4m=300J; 斜面的机械效率η1=w/W1=G人h/W2 ; .人本身所作的功W2=G人hW1/w=600N×0.5m×300J/200J=450J;η2=w/W总=w/W1+W2=200J/300J+450J×100%=26.7%)、33.3%(解法:有用功W有=G物H=400N*0.5M=200J ,F所做的功W1=FL=75N*4M=300J 克服重力所做的功W2=G人H=600N*0.5M=300J,总功等于克服重力加推力所做的功 YITA=有用功/W1+W2=200J/600J*100%=33.3%)
第一种解法不考虑对人自身做功;第二种解法认为斜面的机械效率不变(其实是变的,因为如果不变,第二种解法中的η1(=w/W1=G人h/W2 )和η2(w/W总=w/W1+W2)应相等,但却不相等,有点自相矛盾);第三种解法将人克服自身重力所做的功看作是额外功,含在总功里面。

,不知哪种为正确答案,请同仁给与解答,最好有详细解答过程、步骤。谢谢。

总功应包括两部分:推力做的功和人沿着斜面向上所做的功,人沿着斜面向上走确实走存在一个效率的问题,只是这个效率与求得的斜面的机械效率66.7%不一定相等,注意:同一种斜面的机械效率不是固定不变的,比如若沿斜面向上匀速推物体,则与物体跟斜面的摩擦系数μ有关,证明如下:
η=Gh/(Gh+fs)=Gh/(Gh+μN)=Gh/(Gh+μGcosθ)=h/(h+μcosθ)。(θ为斜面的倾角,N为物体对斜面的压力)
我觉得题目当中应说明假定这两个机械效率即人沿斜面向上走的效率和沿斜面推小车推力的效率相等。如果有这个条件,则第二种解法是完全正确的。
请各位同仁指教。

第三种.
同一斜面效率不变。