Question

如圖所示，是建筑工人利用滑輪組從豎直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400 N的拉力F在1分鐘內將總重為900 N的泥土勻速提升5 m。在這段時間內：

 

（1）拉力F所做的有用功是多少？

（2）拉力F做功的功率是多少？

（3）滑輪組的機械效率是多大？

 

Answer 1

【答案】

（1）4500J  （2）100W （3）75%

【解析】由圖知，承擔物重的繩子股數n=3，則s=3h．知道重物重和上升的高度，利用W=Gh求有用功；求出s=3h，知道拉力大小，利用W=Fs求總功，知道做功時間，利用功率公式求拉力做功的功率;不計摩擦和繩重，知道物重和拉力，利用F=1/3 （G_物+G_輪）求動滑輪重；求出了拉力做的有用功、總功，再利用效率公式求滑輪組的機械效率；解：（1）拉力F所做的有用功為：

W_有=Gh=900N×5m=4500J  --------------------------------------------（3分）

（2）拉力F移動的距離S為：     S=3h=3×5m=15m

拉力F所做的總功為：    W_總=FS=400N×15m=6000J  ------------- （2分）

則拉力F做功的功率P為：

P=W_總/t=6000J/60s=100W  ------------------------------------------（2分）

（3）滑輪組的機械效率為：

η=W_有/W_總×100%=4500J/6000J×100%=75%  -----------------  （3分）