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    如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为20N。某次操作中，将重423N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。细绳的质量忽略不计。

    求：（1）拉力F做功的功率

    （2）利用该装置提升泥土的机械效率；

    （3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。

     

    【答案】

    （1）拉力F做功的功率为180W；

    （2）利用该装置提升泥土的机械效率为94%；

    （3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功为21J．

    【解析】

    试题分析：（1）由图乙可知拉力在4s做功多少，利用求拉力做功功率（总功）；

    （2）由题知提升速度，利用速度公式求4s内提升泥土上升的高度，则提升泥土做功为有用功，利用效率公式求提升泥土的机械效率；

    （3）由图甲可知，承担物重的绳子股数n=3，求出拉力端移动的速度，上面求出了拉力做功的功率，利用P=Fv求拉力大小；

    再求出总功和有用功，因为W总=W有+W额，可求额外功，细绳的质量忽略不计，额外功有两部分：提升动滑轮、筐做功和克服摩擦做功，求出提升动滑轮做功，可求克服摩擦力做功．

    解：：（1）由图乙可知拉力4s做功720J，拉力做功功率：

    （2）4s内提升泥土上升的高度：h=v物t=0.4m/s×4s=1.6m，

    提升泥土的机械效率：

    （3）由图可知，n=3，

    拉力端移动速度：vF=3×v物=3×0.4m/s=1.2m/s，

    ∵拉力F做功的功率PF=FvF，

    ∴拉力：

    W总=Fs=150N×3×3m=1350J，

    W有=G土h=423N×3m=1269J，

    克服动滑轮及筐总重做功：

    WG=G动h=20N×3m=60J

    ∵细绳的质量忽略不计，

    ∴W总=W有+W额=W有+WG+Wf，

    ∴克服摩擦力做功：

    Wf=WF-W有-WG=1350J-1269J-60J=21J．

    答：（1）拉力F做功的功率为180W；

    （2）利用该装置提升泥土的机械效率为94%；

    （3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功为21J．

    考点：滑轮组的机械效率，功、功率

    点评：本题考查的知识点多、用到的公式多，综合考查了有用功、总功、额外功、功率、机械效率的计算，关键：一是P=Fv的利用，二是知道细绳的质量忽略不计时，额外功有两部分：提升动滑轮、筐做功和克服摩擦做功．

     

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    （1）拉力F做功的功率；
    （2）利用该装置提升泥土的机械效率；

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    （1）该过程中拉力F做功的功率；
    （2）利用该装置提升泥土的机械效率．

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    如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐的总重为20N．某次操作中，将重400N的泥土以速度v1=0.4m/s匀速提起一段高度后，稍作停歇，又以速度v2匀速将泥土提升一段高度，整个过程历时1min．在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图象可以简化为图乙所示．绳的质量忽略不计，g取10N/kg．求：
    （1）拉力F在后30s内做功的功率；
    （2）利用该装置提升泥土的机械效率；
    （3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功．（设在整个过程中，摩擦力大小保持不变）

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，某次操作中，将重
    400N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图象如图乙所示．细绳和筐的质量忽略不计，
    g取10N/kg．求：
    （1）拉力F做功的功率
    （2）利用该装置提升泥土的机械效率．

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    如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为20N。某次操作中，将重423N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在工人提取泥土的全过程中，工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。细绳的质量忽略不计，g取10N/kg。求：

    （1）该过程中拉力F做功的功率；

    （2）利用该装置提升泥土的机械效率。

     

     

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