Question

7．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m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）工人做的总功；
（3）此过程中该装置的机械效率；
（4）工人做功的功率．

Answer 1

分析 （1）知道建材的重力和提升的高度，根据W=Gh求出有用功；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据W=Fs和s=nh求出工人做的总功；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求出此过程中该装置的机械效率；
（4）根据P=$\frac{W}{t}$求出工人做功的功率．

解答 解：（1）工人做的有用功：
W_有用=Gh=500N×6m=3000J；
（2）由图可知n=2，
则工人做的总功：
W_总=Fs=Fnh=300N×2×6m=3600J；
（3）此过程中该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3000J}{3600J}$×100%≈83.3%；
（4）工人做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{3600s}{20s}$=180W．
答：（1）工人做的有用功为3000J；
（2）工人做的总功为3600J；
（3）此过程中该装置的机械效率为83.3%；
（4）工人做功的功率为180W．

点评 本题考查了功、功率、机械效率的计算，明确有用功和总功以及滑轮组绳子的有效股数是关键．