Question

13．建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為600N的建材從地面勻速運送到6m高處，所用拉力為400N，時間為20s，不計摩擦和繩重（g取10N/kg）．求：
（1）工人做的有用功；
（2）此過程中裝置的機械效率；
（3）拉力的功率．

Answer 1

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）繩子移動距離s=2h，根據(jù)公式W=Fs求出拉力做的總功，知道有用功和總功，然后由效率公式求出滑輪組的效率；
（3）已知功與做功時間，由功率公式可以求出功率．

解答 解：（1）工人做的有用功：W_有=Gh=600N×6m=3600J；
（2）由圖示可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2；
則繩子自由端移動的距離：s=2h=2×6m=12m，
工人做的總功：W_總=Fs=400N×12m=4800J；
該裝置的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3600J}{4800J}$×100%=75%；
（3）工人做功的功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{4800J}{20s}$=240W．
答：（1）工人做的有用功為3600J；
（2）該裝置的機械效率為75%；
（3）工人做功的功率為240W．

點評 本題考查了功、功率、機械效率的計算，關鍵是公式的靈活運用和有用功、總功、機械效率的理解與掌握．