Question

图10甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为20N。某次操作中，将重423N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图10乙所示。细绳的质量忽略不计，g取10N/kg。求：

（1）拉力F做功的功率；

（2）利用该装置提升泥土的机械效率；

（3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F做的额外功。      

                 

Answer 1

（1）拉力F做功的功率P_F==180W        

（2）4s内提升泥土上升的高度h=v_物t=0.4m/s×4s=1.6m

     提升泥土的机械效率η=   

（3）拉力F做功的功率P_F=Fv_F

    拉力

    总功W_F=Fs=150N×3×3m=1350J                              

    有用功W_有= G_动h=423N×3m=1269J

额外功W_额=W_F——W_有=1350J—1269J=81 J