Question

在新农村建设中，为将一批建材运到10 m高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重100 N，工人每次匀速提升一箱重400 N的建材，不计绳重和摩擦。试问：

(1)每次提升建材时的有用功、额外功各是多少？

(2)该滑轮组的机械效率是多少？

(3)为加快施工进度，张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材。为了安全，改装后每次可吊起四箱建材，建材匀速上升时的速度为0.4 m/s。仓库中现有两台电动机，型号分别为“220 V 0.8 kW”、“220 V  3 kW”，请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理。

Answer

(1)1 000J；(2)80%；(3)“220 V 0.8 kW”

【解析】

(1)有用功W有=Gh=400 N×10 m=4 000 J

额外功W额=G动h=100 N×10 m=1 000 J

(2)总功W总=W有＋W额=4 000 J＋1 000 J=5 000 J

机械效率η=×100%=×100%=80%

(3)提升四箱建材时电动机做的总功

W总′=W有′＋W额=4×4 000 J＋1 000 J=17 000 J

将重物匀速提升至10 m高处所需时间

t===25 s

则提升四箱建材时电动机的总功率

P===680 W=0.68 kW

故应选择型号为“220 V 0.8 kW”的电动机使配置更合理