Question

12．今年六月，長(zhǎng)江中下游地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重干旱，在抗旱中某工人利用圖示滑輪組從井中提水．某次操作中，工人在繩端所有拉力F=500N，在t=60s內(nèi)將重為800N的水勻速提升6m．求這段時(shí)間內(nèi)：
（1）工人所做有用功多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）此次操作中裝置的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W_有=Gh計(jì)算有用功；
（2）由圖可知通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n，由W_總=Fs=Fnh計(jì)算拉力做功，由P=$\frac{W}{t}$計(jì)算功率；
（3）有用功與總功的比值是機(jī)械效率．

解答 解：
（1）拉力F所做的有用功為：W_有=Gh=800N×6m=4800J；
（2）由圖可知通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=3，拉力F移動(dòng)的距離s為：s=3h=3×6m=18m，
拉力F所做的總功為：W_總=Fs=500N×18m=9000J；
則拉力F做功的功率P為：
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{9000J}{60s}$=150W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{4800J}{9000J}$×100%≈53.3%．
答：（1）力F所做的有用功是4800J；
（2）拉力F做功的功率是150W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率是53.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有用功、總功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是正確判斷通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)，從而根據(jù)s=nh計(jì)算出拉力方向上移動(dòng)的距離．