Question

一建筑工人，使用了如图所示的装置将建筑材料提上高处，已知建筑材料的质量为80kg，人对绳的拉力为500N，重物在拉力的作用下1min匀速上升了6m，绳重和摩擦不计．G取10N/kg，求：
（1）人在1min内做的有用功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）如果使用该滑轮组提质量为100kg的材料．则该滑轮组机械效率如何变化？

Answer 1

解：（1）由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以s=2h=2×6m=12m
人做的有用功为：W_有用=Gh=mgh=80kg×10N/kg×6m=4800J；
人做的总功为：W_总=Fs=500N×12m=6000J；
人在1min内做的有用功率P===80W；
答：有用功率为80W；
（2）滑轮组的机械效率为：η==×100%=80%；
答：滑轮组的机械效率为80%；
（3）根据公式η=可知，物体的重力越大，有用功就越多，机械效率就越大；
所以使用该滑轮组提质量为100kg的材料．则该滑轮组机械效率将变大．
分析：（1）已知物体的质量和提升的高度，根据公式W=Gh可求做的有用功，根据公式W=FS可求总功；根据公式P=可求人在1min内做的有用功率；
（2）有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率；
（3）根据公式η=可知机械效率的变化．
点评：此题主要考查滑轮组的机械效率．问题从有用功和总功入手，逐步递进．此题更容易让学生理解机械效率，掌握机械效率和功率的区别．