Question

建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為200N 的建材從地面勻速送到6m高處，所用拉力為110N，時(shí)間為20s．（不計(jì)繩重及摩擦）求：
（1）工人做的有用功；
（2）工人做的總功；
（3）此過程中該裝置的機(jī)械效率；
（4）工人做功的功率．
（5）若物重增加為300N時(shí)，則拉力為多大？

Answer 1

已知：G=200N，高度h=6m，拉力F=110N，時(shí)間t=20s，n=2
求：（1）有用功W_有用=？；（2）總功W_總=？；（3）機(jī)械效率η=？；（4）功率P=？；（5）拉力F′=？
解：（1）工人做的有用功：
W_有用=Gh=200N×6m=1200J；
（2）拉力移動(dòng)距離s=2h=2×6m=12m，
工人做的總功：
W_總=Fs=110N×12m=1320J；
（3）該裝置的機(jī)械效率：
η=×100%=×100%≈92.3%；
（4）工人做功的功率：
P===66W；
（5）∵繩子的拉力F=（G+G_動(dòng)），
∴G_動(dòng)=2F-G=2×110N-200N=20N，
繩子拉力：
F′=（G′+G_動(dòng)）=×（300N+20N）=160N；
答：（1）工人做的有用功是1200J；
（2）工人做的總功為1320J；
（3）此過程中該裝置的機(jī)械效率92.3%
（4）工人做功的功率66W；
（5）若物重增加為300N時(shí)，拉力為160N．
分析：由圖示可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2；
（1）由功的公式W=Gh可以求出有用功；
（2）根據(jù)s=2h求出拉力移動(dòng)距離，根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功；
（3）由效率公式求出滑輪組的效率；
（4）已知功與做功時(shí)間，由功率公式可以求出功率．
（5）根據(jù)滑輪組拉力公式F=（G+G_動(dòng)）的變形公式求出動(dòng)滑輪的重力，然后再由公式求出拉力大�。�
點(diǎn)評(píng)：本題考查了對(duì)有用功、總功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算的理解和掌握，關(guān)鍵是公式F=（G+G_動(dòng)）的靈活運(yùn)用．