Question

8．在農(nóng)村常有家庭挖井取水．小明同學(xué)用如圖甲所示的滑輪組提土，他用20s的時(shí)間把重為120N的土從井中勻速提升5m，拉力做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示．不計(jì)繩重和摩擦，求：
（1）拉力做功的功率；
（2）滑輪組的機(jī)械效率；
（3）動(dòng)滑輪的重．

Answer 1

分析 （1）由乙圖直接讀出20s內(nèi)拉力做的功即為總功，利用P=$\frac{W}{t}$計(jì)算功率；
（2）已知土的重力和上升的高度，根據(jù)W=Gh求出克服土的重力做的功，即為有用功；根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）利用總功和有用功計(jì)算出額外功，利用W_額=G_動(dòng)h求動(dòng)滑輪的重力．

解答 解：
（1）由乙圖可得，20s拉力做功：W_總=800J，做功時(shí)間t=20s，
拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{800J}{20s}$=40W；
（2）有用功：
W_有=Gh=120N×5m=600J；
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{600J}{800J}$×100%=75%；
（3）額外功：W_額=W_總-W_有=800J-600J=200J，
由W_額=G_動(dòng)h得，動(dòng)滑輪的重力：
G_輪=$\frac{{W}_{額}}{h}$=$\frac{200J}{5m}$=40N．
答：（1）拉力得功率是40W；
（2）滑輪組的機(jī)械效率為75%；
（3）動(dòng)滑輪的重力為40N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組有用功、額外功、機(jī)械效率、拉力的計(jì)算，關(guān)鍵是明確有用功和總功以及從圖象中讀出總功．