Question

建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到10m高处，所用拉力为125N，时间为20s．不计摩擦和绳重求：
（1）此过程中该装置的机械效率
（2）工人做功的功率
（3）若工人又用此装置将300N的建材从地面匀速送到10m高处求他所做的功及此过程中该装置机械效率各是多少．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道物重和提升高度，根据公式W=Gh求出有用功，再根据s=2h求出拉力移动距离，根据公式W=Fs求出总功，要想计算工人做的功，根据公式η=即可求出该装置的机械效率；
（2）知道拉力做的总功和时间，根据公式P=求出工人做功的功率；
（3）根据公式F=（G+G_动）求出动滑轮重，再根据公式求出第二次提升重物时的拉力，根据公式W=Fs求出工人做的总功；根据公式W=Gh求出第二次的有用功，根据公式η=求出第二次的机械效率．
解答：解：（1）工人做的有用功：
W_有用=Gh=230N×10m=2300J，
拉力移动距离：
s=2h=2×10m=20m，
工人做的总功：
W_总=Fs=125N×20m=2500J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=92%；
（2）工人做功的功率：
P===125W；
（3）∵F=（G+G_动）
∴第一次提升重物时，动滑轮重：
G_动=2F-G=2×125N-230N=20N，
第二次提升重物时的拉力：
F′=（G′+G_动）=×（300N+20N）=160N，
有用功：
W_有用′=G′h=300N×10m=3000J，
工人做的总功：
W_总′=F′s=160N×20m=3200J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=93.75%．
答：（1）该装置的机械效率为92%；
（2）工人做功的功率为125W；
（3）他所做的功为3200J；该装置机械效率是93.75%．
点评：此题主要考查的是学生对有用功、总功和机械效率计算公式的理解和掌握，关键是不计摩擦和绳重时对公式F=（G+G_动）的熟练运用．