Question

如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形．某次操作中，工人用400N的拉力F在1分钟内将总重为900N的泥土匀速提升5m．在这段时间内：
（1）拉力F所做的有用功和总功各是多少？
（2）拉力F做总功的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多大？

Answer 1

分析：（1）知道克服泥土的重力所做的功是有用功，利用W_有用=Gh计算；拉力F所做的功是总功，利用W_总=Fs计算；
（2）功率是总功与时间的比值，利用P=

W

t

计算；
（3）有用功与总功的比值是机械效率，利用η=

W有用

W总

×100%即可求出．

解答：解：（1）拉力F所做的有用功为：W_有用=Gh=900N×5m=4500J；
拉力F移动的距离S为：S=3h=3×5m=15m；
拉力F所做的总功为：W_总=FS=400N×15m=6000J；
（2）拉力F做功的功率P为：P=

W总

t

=

6000J

60s

=100W；
（3）滑轮组的机械效率为：η=

W有用

W总

×100%=

4500J

6000J

×100%=75%．
答：（1）力F所做的有用功是4500J，总功是6000J；
（2）拉力F做功的功率是100W；
（3）滑轮组的机械效率是75%．

点评：本题考查的知识点多，用到的公式多，难点是求拉力所做的总功，由滑轮组的特点知：绳子自由端移动的距离与物体上升高度之间的关系是s=nh；从而求出拉力方向上移动的距离．