Question

13．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为600N的建材从地面匀速运送到6m高处，所用拉力为400N，时间为20s，不计摩擦和绳重（g取10N/kg）．求：
（1）工人做的有用功；
（2）此过程中装置的机械效率；
（3）拉力的功率．

Answer 1

分析 由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；
（1）由功的公式W=Gh可以求出有用功．
（2）绳子移动距离s=2h，根据公式W=Fs求出拉力做的总功，知道有用功和总功，然后由效率公式求出滑轮组的效率；
（3）已知功与做功时间，由功率公式可以求出功率．

解答 解：（1）工人做的有用功：W_有=Gh=600N×6m=3600J；
（2）由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；
则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×6m=12m，
工人做的总功：W_总=Fs=400N×12m=4800J；
该装置的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3600J}{4800J}$×100%=75%；
（3）工人做功的功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{4800J}{20s}$=240W．
答：（1）工人做的有用功为3600J；
（2）该装置的机械效率为75%；
（3）工人做功的功率为240W．

点评 本题考查了功、功率、机械效率的计算，关键是公式的灵活运用和有用功、总功、机械效率的理解与掌握．