Question

如图所示，工人通过滑轮组使重600N的箱子以0.4m/s 的速度从地面提升到12m高的平台上，若工人吊起箱子过程中做的额外功是1800J．求：
（1）滑轮组的机械效率是多大？
（2）工人吊起箱子的过程中所用的拉力是多少？
（3）工人做功的功率为多少？

Answer 1

已知：箱子重力G=600N，高度h=12m，移动速度v=0.4m/s，额外功W_额=1800J
求：（1）滑轮组的机械效率η=？；（2）工人吊起箱子的过程中所用的拉力F=？；（3）工人做功的功率P=？
解：（1）工人做的有用功：W_有用=Gh=600N×12m=7200J，
工人做的总功：W_总=W_有用+W_额=7200J+1800J=9000J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（2）拉力移动距离：s=2h=2×12m=24m，
∵W_总=Fs，
∴工人吊起箱子的过程中所用的拉力：
F===375N；
（3）∵v=，
∴拉力所用的时间：t===30s，
拉力的功率：P===300W．
答：（1）滑轮组的机械效率是80%；
（2）工人吊起箱子的过程中所用的拉力是375N；
（3）工人做功的功率为300W．
分析：（1）知道物体重力和高度，根据公式W=Gh求出有用功，根据公式W_总=W_有用+W_额求出总功，根据公式η=×100%求出其机械效率；
（2）根据s=2h求出拉力移动距离，再根据W_总=Fs求出拉力大小；
（3）根据公式v=求出箱子移动时间，根据公式P=求出拉力的功率．
点评：此题主要考查的是学生对有用功、总功、功率、机械效率计算公式的理解和掌握，综合性较强，基础性题目，弄清楚绳子移动距离是解决此题的关键．