Question

3．小明积极参加社区服务，帮助邻居张奶奶将一袋15kg的米匀速背上15m高的楼，上楼共用2min．在此过程中，他对这袋米做了2250J的功，小红对米做功的功率为18.75 W．如果小红体重30kg，他上楼做的额外功为4500J，效率为33%．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）已知米的质量和被抬高的高度，利用W=Gh=mgh公式计算；
（2）已知时间3min和做的功，利用P=$\frac{W}{t}$公式计算．
（3）根据W=Gh求出克服体重做的额外功；根据W_总=W_有用+W_额求出总功，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出效率．

解答 解：（1）小红对这袋大米做的有用功W=G₁h=m₁gh=15kg×10N/kg×15m=2250J；
（2）小红对米做功的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2250J}{2×60s}$=18.75W；
（3）小红上楼做的额外功W_额=G₂h=m₂gh=30kg×10N/kg×15m=4500J；
小红做的总功：
W_总=W_有用+W_额=2250J+4500J=6750J，
小红的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{2250J}{6750J}$×100%≈33%．
故答案为：2250；18.75；4500；33%．

点评 此题主要考查的是学生对重力、有用功、额外功、总功、功率、效率计算公式的理解和掌握，综合性很强，基础性题目．