Question

建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為230N的建材從地面勻速送到6m高處，所用拉力為125N，時間為20s．求：
（1）工人做的有用功；
（2）工人做功的功率；
（3）此過程中該裝置的機械效率；
（4）若用該裝置把500N的重物提起，工人至少要多大的拉力．

Answer 1

分析：由圖示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=2；
（1）已知建材的重力與建材上升的高度，由W=Gh可以求出有用功；
（2）由滑輪組公式求出拉力移動的距離，由W=Fs可以求出總功，由功率公式求出工人的功率；
（3）由效率公式可以求出裝置的效率；
（4）由滑輪組公式求出動滑輪的重力，然后由滑輪組公式求出工人的拉力．

解答：解：由圖示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=2；
（1）工人做的有用功：
W_有=Gh=230N×6m=1380J；
（2）繩子自由端移動的距離：
s=nh=2×6m=12m，
工人做的總功：
W_總=Fs=125N×12m=1500J，
工人做功的功率：
P=

W總

t

=

1500J

20s

=75W；
（3）裝置的效率：
η=

W有

W總

=

1380J

1500J

=92%；
（4）∵F=

G+G動滑輪

n

，
∴動滑輪的重力：
G_動滑輪=nF-G=2×125N-230N=20N，
用該裝置把500N的重物提起，工人至少要多大的拉力：
F′=

G′+G動滑輪

n

=

500N+20N

2

=260N；
答：（1）工人做的有用功為1380J；
（2）工人做功的功率75W；
（3）此過程中該裝置的機械效率為92%；
（4）若用該裝置把500N的重物提起，工人至少要260N的拉力．

點評：本題考查了求功、功率、效率、拉力等問題，應(yīng)用滑輪組公式、功的計算公式、功率公式與效率公式即可正確解題．