Question

建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為230N 的建材從地面勻速送到6m 高處，所用拉力為125N，時間為20s．求：
（1）工人做的有用功；
（2）此過程中該裝置的機械效率；
（3）工人做功的功率．
（4）請你提出一條提高機械效率的途經．

Answer 1

分析：（1）已知物體重和上升的高度，根據W=Gh求出工人做的有用功；
（2）由圖可知繩子的有效股數為2，根據s=nh求出自由度移動的距離，根據W=Fs求出工人做的總功；利用效率公式η=

W有用

W總

求機械效率；
（3）利用P=

W

t

求出工人做功的功率；
（4）提高機械效率可以在提升的重物不變時減小額外功，或在保持機械不變的條件下，增大提升的物體重力．

解答：解：（1）工人做的有用功：
W_有=Gh=230N×6m=1380J；
（2）工人做的總功：
W_總=Fs=Fnh=125N×2×6m=1500J；
此過程中該裝置的機械效率：η=

W有用

W總

×100%=

1380J

1500J

×100%=92%；
（3）工人做功的功率：P=

W總

t

=

1500J

20s

=75W；
（4）根據η=

W有用

W總

可知：提高機械效率可以在保持機械不變的條件下，增大提升的物體重力或在提升的重物不變時減小額外功．
所以，在許可范圍內每次多調運一些建材（或減輕動滑輪的自重、或在滑輪轉軸處加潤滑油）．
答：（1）工人做的有用功為1380J；
（2）此過程中該裝置的機械效率為92%；
（3）工人做功的功率為75W；
（4）在許可范圍內每次多調運一些建材（或減輕動滑輪的自重、或在滑輪轉軸處加潤滑油）．

點評：本題考查了功、功率、機械效率的計算，關鍵是公式的靈活運用和有用功、總功、機械效率的理解與掌握．