Question

江南科技馆有一种神奇的装置，如图所示．借助该装置，小明仅用150N的拉力就提起了重量为600N的摩托车，并在10秒内将摩托车提起了5米，求：
（1）小明做的有用功？
（2）小明做的总功？
（3）小明拉力的做功功率？
（4）此过程中该装置的机械效率为多少？

Answer 1

分析：由图知，木棒相当于滑轮，上下两木棒组成滑轮组，承担物重的绳子股数n=5．
（1）知道物体重和上升的高度，利用功的公式W=Gh计算有用功；
（2）知道物体的匀速上升高度，而s=nh，知道拉力，利用W=Fs求拉力做的功，
（3）应用功率公式求小明拉力做功的功率；
（4）应用机械效率的公式求滑轮组的机械效率．

解答：解：（1）小明做的有用功：
W_有用=Gh=600N×5m=3000J； 
（2）由图示可知，承重绳子的股数n=5，
拉力移动的距离：
s=nh=5×5m=25m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=150N×25m=3750J；
（3）拉力的功率：
P=

W总

t

=

3750J

10s

=375W；                                    
（4）该装置的机械效率：
η=

W有用

W总

=

3000J

3750J

=80%．
答：（1）小明做的有用功为3000J；
（2）小明做的总功为3750J；
（3）小明拉力的做功功率375W；
（4）此过程中该装置的机械效率为80%．

点评：本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率、功率的计算，能看出木棒就是滑轮，确定承担物重的绳子股数是本题的关键．