Question

小勇同学利用星期天积极参加社会实践活动，到养老院当义工，在活动中要帮助老人将3壶相同的油从一楼搬到三楼。小勇第一趟将一壶油从一楼提到三楼，用时20s；第二趟将两壶油从一楼提到三楼，用时30s。已知每壶油的质量为5kg，小勇的质量为45kg，每层楼的楼高是3m。（g=10N/kg)
（1）第一趟小勇做了多少有用功？小勇做功的总功率是多少？
（2）比较小勇两趟做功效率的高低，并说明理由。

Answer 1

（1）300J    。
（2）第二趟做功效率高（1分）。
理由：小勇两次克服自己体重做的额外功不变，第二趟提两壶油增大了有用功，从而增大有用功在总功中的比值，所以做功效率高

分析：（1）小勇第一趟将一壶油从一楼提到三楼时所做的有用功就是克服一壶油地重力上升2个楼层所做的功；其功率就是用总功除时间，而总功既包括有用功，又包括额外功，即克服人的重力上升2个楼层所做的功；（2）欲比较小勇这两次做功效率的高低，主要对这二次做功要进行比较，二次提油时，第一次提一壶油，第二次提二壶油，故有用功不同，额外功相同，所以第二次的效率高；
解：（1）小勇做的有用功W_有用=G_油h=m_油gh=5kg×10N/kg×6m=300J；
小勇做的总功W_总=G_总h=（m_油+m_人）gh=（5kg+45kg）×10N/kg×6m=3000J；
故小勇做功的功率。
（2）第二趟做功效率高（1分）。
理由：小勇两次克服自己体重做的额外功不变，第二趟提两壶油增大了有用功，从而增大有用功在总功中的比值，所以做功效率高