Question

18．小明利用滚轴和绳子组装了如图所示的装置．借助该装置，小明用200N的拉力在20s内就将质量为80kg的摩托车匀速提升3m．求：
（1）小明做功的功率是多大？
（2）此过程中该装置的机械效率为多少？

Answer 1

分析 （1）由图可知，绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出小明做的功，根据P=$\frac{W}{t}$求出做功的功率；
（2）根据W=Gh求出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出此过程中该装置的机械效率．

解答 解：（1）由图可知，承担物重的绳子段数：n=5，
绳端移动的距离：s=nh=5×3m=15m，
小明做的功：W_总=Fs=200N×15m=3000J，
做功的功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{3000J}{20s}$=150W；
（2）摩托车所受重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N，
小明做的有用功：W_有用=Gh=mgh=800N×3m=2400J，
此过程中该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{2400J}{3000J}$×100%=80%．
答：（1）小明做功的功率是150W；
（2）此过程中该装置的机械效率为80%．

点评 本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率、功率的计算，能看出木棒就是滑轮，确定承担物重的绳子股数是本题的关键．