题目内容

一质量为4t的汽车陷入沼泽地,并且发动机出现了故障.如图所示,在电动机带动下用滑轮组把汽车拉出.设在整个拉出过程中,汽车的运动可看成匀速直线运动,速度为0.5m/s,所受的阻力为2.4×104N,移动的距离为4m;电动机的电源电压为380V,电流为50A,电动机提供的拉力F为104N.求这个过程中:
(1)滑轮组对汽车所做的有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)电动机消耗的电能.

【答案】分析:(1)对车做的有用功即为克服阻力做的功,由W=fs计算.
(2)由承担车的拉力的绳子股数得出绳子头移动的距离s′,由W=Fs′计算总功,由机械效率的公式计算效率.
(3)由车的速度和移动的距离计算出所用的时间,由W=UIt计算电流做的功.
解答:解:(1)克服阻力做的功W=fs=2.4×104N×4m=9.6×104J.
(2)承担车的拉力的绳子股数为三根,绳子头移动的距离s′=3s=3×4m=12m,
W=Fs′=104N×12m=1.2×105J,
η===80%.
(3)t===8s,
W=UIt=380V×50A×8s=1.52×105J.
答:滑轮组对汽车所做的有用功为9.6×104J,机械效率为80%,电动机消耗的电能为1.52×105J.
点评:本题考查了功、机械效率、电功的计算.对车做的功为有用功,拉力做的功为总功,电流做的功为消耗的电能.
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