Question

一台起重机将质量为600kg的建筑材料提升到10m高的楼层上，做的额外功是40000J，总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？请你谈谈，通过什么途径可以提高该装置机械效率？（至少两点）（g取10N/kg）

Answer 1

解：（1）建筑材料的重力G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
有用功：W_有用=Gh=6000N×10m=60000J，
总功：W_总=W_有用+W_额=60000J+40000J=1×10⁵J；
（2）机械效率：η=×100%=×100%=60%；
（3）起重机在提起重物的同时，也将挂钩、钢丝绳、动滑轮一块提起，克服它们的重力做的功为额外功；同时克服各部件之间的摩擦也会做额外功；
（4）根据公式η=可知，要想提高机械效率，可以减小额外功，增大有用功．例如：减小摩擦力、减轻动滑轮重、增大物重等．
答：总功是1×10⁵J；机械效率是60%；
提起重物时，将挂钩、钢绳、动滑轮等提起消耗的额外功；克服部件之间的摩擦消耗的额外功；
在机械允许的情况下，尽可能地增大有用功、尽可能地减小额外功，如减小摩擦、减小挂钩、动滑轮重、增大物重等．
分析：①根据G=mg求出物体重力，根据公式W=Gh求出有用功，再加上额外功即为总功；根据η=求出机械效率；
②额外功为对人们没有用，但是又不得不做的功．
根据公式η=可知，要想提高机械效率，可以减小额外功，增大有用功．
点评：此题主要考查的是学生对有用功、总功、机械效率计算公式的理解和掌握，以及对影响滑轮组机械效率因素的了解和掌握，基础性题目．