Question

10．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为520N的建材从地面匀速送到10m高处，所用拉力为300N，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）工人做功的功率；
（3）此过程中该装置的机械效率．

Answer 1

分析 （1）已知物体重和上升的高度，根据W=Gh求出工人做的有用功；
（2）由图可知绳子的有效股数为2，根据s=nh求出自由度移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功；利用P=$\frac{W}{t}$求工人做功的功率；
（3）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出此过程中该装置的机械效率．

解答 解：
（1）工人做的有用功：
W_有=Gh=520N×10m=5200J；
（2）滑轮组承担物重的绳子是2段，即n=2，
工人做的总功：
W_总=Fs=Fnh=300N×2×10m=6000J，
工人做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6000J}{20s}$=300W；
（3）此过程中该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{5200J}{6000J}$×100%≈86.7%．
答：（1）工人做的有用功为5200J；
（2）工人做功的功率为300W；
（3）此过程中该装置的机械效率为86.7%．

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