Question

20．建筑工地上，工人用如图所示的装置将质量为20kg的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N，时间为20s．求：
（1）建材的物重和工人做的有用功；
（2）工人做的总功；
（3）此过程中该装置的机械效率．（取g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）知道建材的质量，根据G=mg求出物重，根据W=Gh求出工人做的有用功；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求出该装置的机械效率．

解答 解：（1）建材的物重：
G=mg=20kg×10N/kg=200N，
工人做的有用功：
W_有用=Gh=200N×6m=1200J；
（2）由图可知，n=2，则绳子自由端通过的距离：
s=2h=2×6m=12m，
工人做的总功：
W_总=Fs=125N×12m=1500J；
（3）该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1200J}{1500J}$×100%=80%．
答：（1）建材的物重和工人做的有用功为1200J；
（2）工人做的总功为1500J；
（3）此过程中该装置的机械效率为80%．

点评 本题考查了有用功和总功、机械效率的计算，明确绳子的有效股数是关键．