Question

如图所示，是建筑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，工人用400 N的拉力F在1分钟内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。在这段时间内：

 

（1）拉力F所做的有用功是多少？

（2）拉力F做功的功率是多少？

（3）滑轮组的机械效率是多大？

 

Answer 1

【答案】

（1）4500J  （2）100W （3）75%

【解析】由图知，承担物重的绳子股数n=3，则s=3h．知道重物重和上升的高度，利用W=Gh求有用功；求出s=3h，知道拉力大小，利用W=Fs求总功，知道做功时间，利用功率公式求拉力做功的功率;不计摩擦和绳重，知道物重和拉力，利用F=1/3 （G_物+G_轮）求动滑轮重；求出了拉力做的有用功、总功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率；解：（1）拉力F所做的有用功为：

W_有=Gh=900N×5m=4500J  --------------------------------------------（3分）

（2）拉力F移动的距离S为：     S=3h=3×5m=15m

拉力F所做的总功为：    W_总=FS=400N×15m=6000J  ------------- （2分）

则拉力F做功的功率P为：

P=W_总/t=6000J/60s=100W  ------------------------------------------（2分）

（3）滑轮组的机械效率为：

η=W_有/W_总×100%=4500J/6000J×100%=75%  -----------------  （3分）