Question

今年云南等五省遭遇了百年不遇的特大旱災，某村響應政府號召積極打井抗旱救災．如圖所示，是村民利用滑輪組從豎直深井中提取泥土的情形．某次操作中，工人用400N的拉力F在一分鐘內(nèi)將總重為800N的泥土勻速提升5m，在這段時間內(nèi)：
（1）拉力F所做的有用功是多少？
（2）拉力F做功的效率是多少？
（3）滑輪組的機械效率是多大？

Answer 1

分析：（1）克服泥土的重力所做的功是有用功；
（2）拉力F所做的功是總功，總功與時間的比值等于功率；
（3）有用功與總功的比值是機械效率．

解答：解：（1）拉力F所做的有用功為：W_有=Gh=800N×5m=4000J；
（2）拉力F移動的距離S為：S=3h=3×5m=15m；
     拉力F所做的總功為：W_總=FS=400N×15m=6000J；
     則拉力F做功的功率P為：P=

W總

t

=

6000J

60s

=100W；
（3）滑輪組的機械效率為：η=

W有

W總

=

4000J

6000J

=66.7%．
答：（1）力F所做的有用功是4500J；
（2）拉力F做功的功率是100W；
（3）滑輪組的機械效率是66.7%．

點評：本題考查的知識點多，用到的公式多，難點是求拉力所做的總功，由滑輪組的特點知：繩子自由端移動的距離與物體上升高度之間的關(guān)系是s=nh；從而求出拉力方向上移動的距離．