Question

3．如圖所示，某礦場(chǎng)工人用200N的水平拉力，抓緊繩子的一端，沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)，在20s內(nèi)將礦井里質(zhì)量為32kg的物體提升4m，若不計(jì)一切摩擦，求：
（1）礦工在20s內(nèi)所做的功和他做功的功率；
（2）動(dòng)滑輪的重力；
（3）滑輪組的機(jī)械效率．（取g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）已知拉力的大小和人運(yùn)動(dòng)的距離，根據(jù)公式W=FS可求拉力做的總功；利用P=$\frac{W}{t}$求出功率．
（2）利用F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力；
（3）已知物體的重力和物體升高的高度，根據(jù)公式W=Gh可求做的有用功；有用功和總功的比值就是動(dòng)滑輪的機(jī)械效率．

解答 解：（1）拉力F做功W_總=Fs=200N×8m=1600J；功率為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1600J}{20s}$=80W；
（2）根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）可得：G_動(dòng)=nF-G=2×200N-32kg×10N/kg=80N；
（3）提升物體做功W_有=Gh=32kg×10N/kg×4m=1280J；機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{1280J}{1600J}$×100%=80%．
答：（1）礦工在20s內(nèi)所做的功1600J和他做功的功率80W；
（2）動(dòng)滑輪的重力為80N；
（3）滑輪組的機(jī)械效率80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查重力、總功、有用功、機(jī)械效率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是自己設(shè)計(jì)問(wèn)題自己解決．