Question

14．在農(nóng)村常有家庭挖井取水．小明同學用如圖（甲）所示的滑輪組提水，拉力做的功W隨時間t的變化圖象如圖（乙）所示，他把重為150N的水從井中勻速提升4m用了20s的時間．不計繩重和摩擦，求：
（1）有用功；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）拉力的大�。�

Answer 1

分析 （1）已知水的重力和上升的高度，根據(jù)W=Gh求出克服水的重力做的功，即為有用功；
（2）由乙圖直接讀出18s內(nèi)拉力做的功即為總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機械效率；
（3）由圖可知繩子的有效股數(shù)為2，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，根據(jù)W=Fs求出拉力的大�。�

解答 解：（1）有用功：
W_有=Gh=150N×4m=600J；
（2）由乙圖可得：
W_總=800J，
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{600J}{800J}$×100%=75%；
（3）繩端移動的距離：
s=nh=2×4m=8m，
由W=Fs得
拉力的大�。�
F=$\frac{{W}_{總}}{s}$=$\frac{800J}{8m}$=100N．
答：（1）有用功為600J；
（2）滑輪組的機械效率為75%；
（3）拉力的大小為100N．

點評 本題考查了功、功率、機械效率的計算，關鍵是明確有用功和總功以及從圖象中讀出總功．