Question

工地上，用甲圖的滑輪組豎直吊運(yùn)建筑用料．已知每個(gè)滑輪重100N，若摩擦力、繩重均忽略不計(jì)．站在地面上的工人耗時(shí)40s，用500N的拉力把總重為900N的建筑用料勻速吊運(yùn)到高為6m的樓面．
（1）人所做的有用功和滑輪組的機(jī)械效率分別是多少？
（2）人拉力做功的功率是多大？
（3）小陳發(fā)現(xiàn)在城中村蓋房子時(shí)多采用圖乙所示機(jī)械來勻速吊運(yùn)建筑物料．與甲圖機(jī)械相比他認(rèn)為圖乙裝置的機(jī)械效率更高．他的看法是否正確？為什么？

Answer 1

解：（1）有用功W_有用=Gh=900N×6m=5400J；
額外功W_額外=G_動(dòng)h=100N×6m=600J；
總功W_總=W_有用+W_額外=5400J+600J=6000J；
機(jī)械效率η=×100%=×100%=90%；
（2）拉力的功率P===150W；
（3）乙圖提高機(jī)械效率的觀點(diǎn)正確．
相對(duì)圖甲，乙機(jī)械要達(dá)到相同的目的（或：做相同的有用功），使用圖乙的定滑輪要少做額外功，效率比圖甲高．
答：（1）人所做的有用功為5400J；滑輪組的機(jī)械效率為90%；
（2）人拉力做功的功率是90%；
（3）乙圖提高機(jī)械效率的觀點(diǎn)正確．
相對(duì)圖甲，乙機(jī)械要達(dá)到相同的目的（或：做相同的有用功），使用圖乙的定滑輪要少做額外功，效率比圖甲高．
分析：（1）已知物體的重力和提升的高度，根據(jù)公式W_有用=Gh可求有用功的大小；已知?jiǎng)踊�輪的重力和提升的高度�?br/>根據(jù)公式W_額外=G_動(dòng)h可求額外功的大��；有用功與額外功之和等于總功；根據(jù)公式η=×100%可求機(jī)械效率的大��；
（2）已知人做的總功和工作時(shí)間，根據(jù)公式P=可求拉力的功率；
（3）使用滑輪組需要克服動(dòng)滑輪重力做功，使用定滑輪可以減小額外功，但不能省力．
點(diǎn)評(píng)：本題考查有用功、額外功、總功、機(jī)械效率、功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要會(huì)分析滑輪組上繩子的段數(shù)．