Question

15．工人用如图甲所示的滑轮组提升重550N的装修材料，在20s内将装修材料匀速提升6m的高度．工人对绳子自由端的拉力做功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小．求：
（1）滑轮组提升物体所做的有用功是多少？
（2）滑轮组提升物体的机械效率是多少？
（3）拉力做功的功率．

Answer 1

分析 （1）已知材料重力，利用W=Gh计算滑轮组提升物体所做的有用功．
（2）根据图乙可以确定此时拉力做的功，即总功，再利用效率公式计算滑轮组提升物体的机械效率．
（3）知道做功时间，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率．

解答 解：
（1）有用功：W_有=Gh=550N×6m=3300J；
（2）由图乙可知，时间为20s时，拉力做的总功是4000J，
则滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{3300J}{4000J}$×100%=82.5%；
（3）拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{4000J}{20s}$=200W．
答：（1）滑轮组提升重物所做的有用功是3300J；
（2）滑轮组提升物体的机械效率是82.5%；
（3）拉力做功的功率是200W．

点评 此题主要考查的使学生对有用功、机械效率、总功、功率计算公式的理解和掌握，由图象读出有用的数据是解决此题的关键．