Question

4．如图所示是迫击炮供弹车．钢缆绳以大小为100N的拉力F使炮弹在5s内匀速升高2m，若炮弹重为150N，求：
（1）滑轮组提升炮弹所做的有用功；
（2）拉力F做的总功；
（3）拉力F的功率；
（4）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）知道炮弹的重力和升高的高度，根据W=Gh求出滑轮组提升炮弹所做的有用功；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力F做的总功；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力F的功率；
（4）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）滑轮组提升炮弹所做的有用功：
W_有=Gh=150N×2m=300J；
（2）由图可知：n=2，则绳端移动的距离：
s=nh=2×2m=4m，
拉力F做的总功：
W_总=Fs=100N×4m=400J；
（3）拉力F的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{400J}{5s}$=80W；
（4）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{300J}{400J}$×100%=75%．
答：（1）滑轮组提升炮弹所做的有用功为300J；
（2）拉力F做的总功为400J；
（3）拉力F的功率为80W；
（4）滑轮组的机械效率为75%．

点评 本题考查了做功公式、功率公式、机械效率公式的应用，明确有用功和总功是关键．