如圖所示,是建筑工人利用滑輪組從豎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分鐘內(nèi)將總重為900 N的泥土勻速提升5 m。在這段時間內(nèi):
(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)滑輪組的機械效率是多大?
(1)4500J (2)100W (3)75%
【解析】由圖知,承擔物重的繩子股數(shù)n=3,則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求總功,知道做功時間,利用功率公式求拉力做功的功率;不計摩擦和繩重,知道物重和拉力,利用F=1/3 (G物+G輪)求動滑輪重;求出了拉力做的有用功、總功,再利用效率公式求滑輪組的機械效率;解:(1)拉力F所做的有用功為:
W有=Gh=900N×5m=4500J --------------------------------------------(3分)
(2)拉力F移動的距離S為: S=3h=3×5m=15m
拉力F所做的總功為: W總=FS=400N×15m=6000J ------------- (2分)
則拉力F做功的功率P為:
P=W總/t=6000J/60s=100W ------------------------------------------(2分)
(3)滑輪組的機械效率為:
η=W有/W總×100%=4500J/6000J×100%=75% ----------------- (3分)
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