Question

建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为300N，时间为20s．不计摩擦和绳重，求：

（1）工人做的有用功；

（2）工人做功的功率；

（3）此过程中该装置的机械效率；

（4）如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用多大的拉力？

Answer

（1）工人做的有用功是3000J；

（2）工人做功的功率180W；

（3）此过程中该装置的机械效率83.33%；

（4）如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用250N的拉力．

【解析】

试题分析：由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；

（1）由功的公式W=Fs可以求出有用功．

（2）已知功与做功时间，由功率公式可以求出功率．

（3）求出总功，然后由效率公式求出滑轮组的效率．

（4）根据滑轮组拉力公式F=的变形公式求出动滑轮的重力，然后由求出拉力大小．

已知：G=500N，F=300N，h=6m，t=20s．

求：（1）工人做的有用功；

（2）工人做功的功率；

（3）此过程中该装置的机械效率；

（4）如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用多大的拉力

【解析】
由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；

（1）工人做的有用功：

W有=Gh=500N×6m=3000J；

（2）工人做的总功：

W总=Fs=Fnh=300N×2×6m=3600J；

工人做功的功率：

P===180W；

（3）此过程中，该装置的机械效率：

η=×100%=×100%≈83.33%；

（4）∵绳子的拉力F=，

∴G动滑轮=nF﹣G物体=2×300N﹣500N=100N，

绳子拉力：

F′===250N；

答：（1）工人做的有用功是3000J；

（2）工人做功的功率180W；

（3）此过程中该装置的机械效率83.33%；

（4）如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用250N的拉力．

【点评】本题考查了功、功率、机械效率的计算，关键是公式的灵活运用和有用功、总功、机械效率的理解与掌握．