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400N的拉力F在1分鐘內將總重為900N的泥土勻速提升5m．在這段時間內：
（1）拉力F所做的有用功和總功各是多少？
（2）拉力F做總功的功率是多少？
（3）滑輪組的機械效率是多大？

Answer 1

分析：（1）知道克服泥土的重力所做的功是有用功，利用W_有用=Gh計算；拉力F所做的功是總功，利用W_總=Fs計算；
（2）功率是總功與時間的比值，利用P=

W

t

計算；
（3）有用功與總功的比值是機械效率，利用η=

W有用

W總

×100%即可求出．

解答：解：（1）拉力F所做的有用功為：W_有用=Gh=900N×5m=4500J；
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）拉力F做功的功率P為：P=

W總

t

=

6000J

60s

=100W；
（3）滑輪組的機械效率為：η=

W有用

W總

×100%=

4500J

6000J

×100%=75%．
答：（1）力F所做的有用功是4500J，總功是6000J；
（2）拉力F做功的功率是100W；
（3）滑輪組的機械效率是75%．

點評：本題考查的知識點多，用到的公式多，難點是求拉力所做的總功，由滑輪組的特點知：繩子自由端移動的距離與物體上升高度之間的關系是s=nh；從而求出拉力方向上移動的距離．