Question

建筑工地上，工人们需要将一堆建材运到10m高处，姜荣同学设计安装了如图所示的装置，装置中每个滑轮重100N，工人利用该装置每次提升一件重900N的建材，该工人拉绳子的速度是0.8m/s，在施工过程：
（1）该装置的机械效率是多少？（不计绳重和摩擦）
（2）该工人提升建材时，拉力做功的功率是多少？

Answer 1

分析：（1）根据F=

1

2

（G+G_动）求出拉力的大小，根据W=Gh求出有用功，由图可知绳子的有效股数为2，根据W=Fs=Fnh求出有用功，利用η=

W有

W总

×100%求出滑轮组的机械效率；
（2）由v=

s

t

和s=nh求出工人一次提升所用时间，根据P=

W

t

求出拉力做功的功率．

解答：解：
（1）工人一次提升时的拉力为：
F=

1

2

（G+G_动）=

1

2

（900N+100N）=500N，
有用功：
W_有=Gh=900N×10m=9000N，
总功：
W_总=Fs=Fnh=500N×2×10m=10000J，
机械效率为：
η=

W有

W总

×100%=

9000J

10000J

×100%=90%；
（2）由v=

s

t

可得，工人一次提升所用时间为：
t=

s

v

=

2h

v

=

2×10m

0.8m/s

=25s，
工人提升建材时拉力做功的功率为：
P=

W总

t

=

10000J

25s

=400W．
答：（1）该装置的机械效率是90%；
（2）该工人提升建材时，拉力做功的功率是400W．

点评：本题考查了滑轮组机械效率的计算和拉力功率的计算，关键是公式的灵活运用和有用功、总功、机械效率的理解与掌握．