Question

7．在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为1200N 的建筑材料在10s 内从地面运到高20m 的楼上，已知动滑轮重力为300N，若忽略绳重及摩擦，在这个过程中：
（1）滑轮组对物体做的有用功是多少？
（2）拉力F 做功的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道建筑材料的重力和提升的高度，根据W=Gh求出有用功；
（2）忽略绳重及摩擦，克服动滑轮和建筑材料重力做的功为总功，根据W=Gh求出总功，根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力F做功的功率；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）滑轮组对物体做的有用功：
W_有=Gh=1200N×20m=2.4×10⁴J；
（2）因忽略绳重及摩擦，克服动滑轮和建筑材料总重力所做的功为总功，
所以，拉力F做的总功：
W_总=（G+G_动）h=（1200N+300N）×20m=3×10⁴J，
拉力F做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{3×1{0}^{4}J}{10s}$=3×10³W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{2.4×1{0}^{4}J}{3×1{0}^{4}J}$×100%=80%．
答：（1）滑轮组对物体做的有用功是2.4×10⁴J；
（2）拉力F 做功的功率是3×10³W；
（3）滑轮组的机械效率是80%．

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