Question

圖24甲所示是工人利用滑輪組從豎直深井中提取泥土的情形，所用動滑輪和筐受到的總重力為20N。某次操作中，將重423N的泥土以0.4m/s的速度勻速提起，在此過程中工人的拉力F所做的功隨時間變化的圖像如圖28乙所示。細繩的質量忽略不計，g取10N/kg。求：

（1）拉力F做功的功率；

（2）利用該裝置提升泥土的機械效率；

（3）在提起泥土上升3m的過程中，拉力F克服摩擦力做的功。

Answer 1

解：（1）拉力F做功的功率P_F==180W        

（2）4s內提升泥土上升的高度h=v_物t=0.4m/s×4s=1.6m

     提升泥土的機械效率η=       

（3）拉力F做功的功率P_F=Fv_F

    拉力

    總功W_F=Fs=150N×3×3m=1350J                              

    有用功W_有= G_動h=423N×3m=1269J

克服動滑輪及筐總重做功W_G=G_動h=20N×3m=60J

克服摩擦力做功W_f=W_F-W_有-W_G= 1350J-1269J-60J=21J