Question

如图所示在地震灾区通信线路的抢修现场，起重机正将设备吊装到3m高的施工台上，其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的．若每箱设备均重4000N，且起重机以0.1m/s的速度竖直匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N．则：起重机提升一箱设备时，
（1）所用的时间；
（2）对箱子做的有用功是多少？
（3）使用动滑轮提升这箱设备时的机械效率是多大？

Answer

（1）已知上升的高度和上升的速度，根据公式t=可求所用的时间；
（2）已知箱子的重力和上升的高度，根据公式W=Gh可求对箱子做的有用功；
（3）已知动滑轮上绳子的拉力和动滑轮上绳子的段数，以及物体升高的高度，根据公式W=FS可求起重机所做的总功；有用功与总功的比值就是动滑轮的机械效率．
【解析】
（1）所用的时间t===30s；
答：所用的时间为30s．
（2）对箱子做的有用功是W有用=Gh=4000N×3m=1.2×104J；
答：对箱子做的有用功是1.2×104J；
（3）起重机所做的总功W总=FS=2500N×2×3m=1.5×104J；
所以机械效率η==×100%=80%．
答：使用动滑轮提升这箱设备时的机械效率是80%．