Question

8．江南科技館有一種神奇的裝置．如圖所示，借助該裝置，小明僅用150N的拉力就提起了重量為600N的摩托車，并在5s內(nèi)將摩托車提起了2m，問：
（1）小明使用該裝置時(shí)做的有用功為多少？
（2）小明使用該裝置時(shí)做的總功為多少？
（3）小明拉力的功率為多少？
（4）小明提起摩托車的過程中改裝置的機(jī)械效率為多高？

Answer 1

分析 由圖知，木棒相當(dāng)于滑輪，上下兩木棒組成滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=5．
（1）知道物體重和上升的高度，利用功的公式W=Gh計(jì)算有用功；
（2）知道物體的勻速上升高度，而s=nh，知道拉力，利用W=Fs求拉力做的功，
（3）應(yīng)用功率公式求小明拉力做功的功率；
（4）應(yīng)用機(jī)械效率的公式求滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）小明做的有用功：
W_有用=Gh=600N×2m=1200J； 
（2）由圖示可知，承重繩子的股數(shù)n=5，
拉力移動(dòng)的距離：
s=nh=5×2m=10m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=150N×10m=1500J；
（3）拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{1500J}{5s}$=300W；                                    
（4）該裝置的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1200J}{1500J}$×100%=80%．
答：（1）小明做的有用功為1200J；
（2）小明做的總功為1500J；
（3）小明拉力的做功功率300W；
（4）此過程中該裝置的機(jī)械效率為80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組有用功、總功、機(jī)械效率、功率的計(jì)算，能看出木棒就是滑輪，確定承擔(dān)物重的繩子股數(shù)是本題的關(guān)鍵．