Question

20．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230N 的建材从地面匀速送到6m 高处，所用拉力为125N，时间为20s．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）提出2条提高效率的建议：减轻滑轮和绳子自重；减小摩擦．

Answer 1

分析 （1）已知物体重和上升的高度，根据W=Gh求出工人做的有用功；
（2）由图可知绳子的有效股数为2，根据s=nh求出自由度移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功；
（3）利用效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求出此过程中该装置的机械效率；
（4）提高效率的方法也有减轻滑轮和绳子自重；减小摩擦；增大重物重力等．

解答 解：（1）工人做的有用功：
W_有=Gh=230N×6m=1380J；
（2）工人做的总功：
W_总=Fs=Fnh=125N×2×6m=1500J；
（3）此过程中该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1380J}{1500J}$×100%=92%；
（4）提高效率的方法有：减轻滑轮和绳子自重；减小摩擦；增大物重等．
答：（1）工人做的有用功为1380J；
（2）工人做的总功为1500J；
（3）此过程中该装置的机械效率为92%；
（4）减轻滑轮和绳子自重；减小摩擦．

点评 本题考查了功、功率、机械效率的计算，关键是对公式的灵活运用和有用功、总功、机械效率的理解与掌握．