Question

14．如图所示，搬运工人用滑轮组在20s内将重为540N的重物匀速提升3m，所用拉力为200N．求：
（1）他所做的有用功是多少？
（2）额外功是多少？
（3）拉力的功率是多少？
（4）滑轮组的机械效率多少？

Answer 1

分析 （1）对物体所做功为有用功，可根据W=Gh求出；
（2）根据s=3h求出拉力移动距离，根据W=Fs求出总功，再根据W_总=W_有用+W_额求出额外功；
（3）知道总功和做功时间，根据P=$\frac{{W}_{总}}{t}$求出拉力的功率；
（4）利用有用功和总功，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出机械效率．

解答 解：
（1）对滑轮组做的有用功为：W_有用=Gh=540N×3m=1.62×10³J；
（2）拉力F做的总功为：W_总=FS=Fnh=200N×3×3m=1.8×10³J，
由W_总=W_有用+W_额得，做的额外功为：W_外=W_总-W_有=1.8×10³J-1.62×10³J=1.8×10²J；
（3）拉力F的功率为：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1.8×1{0}^{3}J}{20s}$=90W，
（4）滑轮组的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.62×1{0}^{3}J}{1.8×1{0}^{3}J}$×100%=90%．
答：（1）他所做的有用功是1.62×10³J；
（2）额外功是1.8×10²J；
（3）拉力的功率是90W；
（4）滑轮组的机械效率是90%．

点评 此题主要考查的是学生对有用功、总功、额外功、功率、机械效率计算公式的理解和掌握，基础性题目．