Question

一建筑工人，使用了如圖所示的裝置將建筑材料提上高處，已知建筑材料的質(zhì)量為80kg，人對(duì)繩的拉力為500N，重物在拉力的作用下1min勻速上升了6m，繩重和摩擦不計(jì)．G取10N/kg，求：
（1）人在1min內(nèi)做的有用功率；
（2）滑輪組的機(jī)械效率；
（3）如果使用該滑輪組提質(zhì)量為100kg的材料．則該滑輪組機(jī)械效率如何變化？

Answer 1

解：（1）由圖知，此滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重，所以s=2h=2×6m=12m
人做的有用功為：W_有用=Gh=mgh=80kg×10N/kg×6m=4800J；
人做的總功為：W_總=Fs=500N×12m=6000J；
人在1min內(nèi)做的有用功率P===80W；
答：有用功率為80W；
（2）滑輪組的機(jī)械效率為：η==×100%=80%；
答：滑輪組的機(jī)械效率為80%；
（3）根據(jù)公式η=可知，物體的重力越大，有用功就越多，機(jī)械效率就越大；
所以使用該滑輪組提質(zhì)量為100kg的材料．則該滑輪組機(jī)械效率將變大．
分析：（1）已知物體的質(zhì)量和提升的高度，根據(jù)公式W=Gh可求做的有用功，根據(jù)公式W=FS可求總功；根據(jù)公式P=可求人在1min內(nèi)做的有用功率；
（2）有用功與總功的比值就是滑輪組的機(jī)械效率；
（3）根據(jù)公式η=可知機(jī)械效率的變化．
點(diǎn)評(píng)：此題主要考查滑輪組的機(jī)械效率．問題從有用功和總功入手，逐步遞進(jìn)．此題更容易讓學(xué)生理解機(jī)械效率，掌握機(jī)械效率和功率的區(qū)別．