建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为125N,时间为20s.求:

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  • 解题思路:由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=2;

    (1)已知建材的重力与建材上升的高度,由W=Gh可以求出有用功;

    (2)由滑轮组公式求出拉力移动的距离,由W=Fs可以求出总功,由功率公式求出工人的功率;

    (3)由效率公式可以求出装置的效率;

    (4)由滑轮组公式求出动滑轮的重力,然后由滑轮组公式求出工人的拉力.

    由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=2;

    (1)工人做的有用功:

    W=Gh=230N×6m=1380J;

    (2)绳子自由端移动的距离:

    s=nh=2×6m=12m,

    工人做的总功:

    W=Fs=125N×12m=1500J,

    工人做功的功率:

    P=

    W总

    t=[1500J/20s]=75W;

    (3)装置的效率:

    η=

    W有

    W总=[1380J/1500J]=92%;

    (4)∵F=

    G+G动滑轮

    n,

    ∴动滑轮的重力:

    G动滑轮=nF-G=2×125N-230N=20N,

    用该装置把500N的重物提起,工人至少要多大的拉力:

    F′=

    G′+G动滑轮

    n=[500N+20N/2]=260N;

    答:(1)工人做的有用功为1380J;

    (2)工人做功的功率75W;

    (3)此过程中该装置的机械效率为92%;

    (4)若用该装置把500N的重物提起,工人至少要260N的拉力.

    点评:

    本题考点: 功的计算;滑轮组绳子拉力的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

    考点点评: 本题考查了求功、功率、效率、拉力等问题,应用滑轮组公式、功的计算公式、功率公式与效率公式即可正确解题.