Question

【题目】建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为400N的建材从地面匀速送到2m 高处，所用拉力为250N，时间为20s。求：

（1）工人做的有用功；

（2）工人做功的功率；

（3）此过程中该装置的机械效率；

（4）若不计摩擦和绳重，改将重为900N的重物从地面匀速提高，求此时的机械效率.

Answer 1

【答案】(1) 800J；(2) 50W；(3) 80%；(4) 2000J

【解析】

由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；

(1)由功的公式W=Gh可以求出有用功。

(2)绳子移动距离s=2h，根据公式W=Fs求出拉力做的总功，已知功与做功时间，由功率公式可以求出功率。

(3)知道有用功和总功，然后由效率公式求出滑轮组的效率。

(4)根据滑轮组拉力公式的变形公式求出动滑轮的重力，然后由求出第二次的拉力大小，根据公式W=Fs求出第二次的总功。

(1)工人做的有用功：

W有=Gh=400N×2m=800J

(2)绳子移动距离：

s=2h=2×2m=4m

工人做的总功：

W总=Fs=250N×4m=1000J

工人做功的功率：

=50W

(3)该装置的机械效率：

×100%=×100%=80%

(4)因为不计摩擦和绳重，，所以动滑轮重：

G动=2F-G=2×250N-400N=100N

提升900N重物时的拉力：

F′=（G′+G动）=×（100N+900N）=500N

工人做的总功：

W总′=F′s=500N×4m=2000J

答：（1）工人做的有用功为800J；

（2）工人做功的功率为50W；

（3）该装置的机械效率为80%；

（4）改将重为900N的重物从地面匀速提高2m，工人做的总功为2000J。