解题思路:(1)知道一块建材重和提升的高度,利用功的公式求有用功;再利用速度公式求做功时间,利用功率的公式求工人提升建材时的有用功率.
(2)知道拉力大小,求出拉力移动的距离,求出总功,再利用机械效率的公式求该装置的机械效率;
(3)知道工人提升一块建材时的有用功率,根据表格中提供的信息,判断使用不同功率的电动机一次提升多少块建材最合适.
(1)提升建材时所做的有用功:
W有用=Gh=900N×10m=9000J;
建材上升速度:
v=[1/2 v拉 =
1
2×0.8m/s=0.4m/s
建材上升所用时间:
t=
h
v=
10m
0.4m/s=25s
有用功功率:
P有用=
W有用
t=
9000J
25s=360W
(2)∵不计绳重和摩擦
∴人的拉力:
F=
G+G轮
2=
900N+100N
2=500N
绳子自由端移动的距离:
s=2h=2×10m=20m
人所做的总功:
W总=Fs=500N×20m=10000J
动滑轮的机械效率:
η=
W有用
W总×100%=
9000J
10000J×100%=90%
(3)一次提升1块建材有用功功率为360W,一次提升8块建材,做功功率为2.88kW,选择3kW的电动机,效率最高;一次提升2块建材,做功功率为0.72kW,选择0.8kW的电动机,效率最高.
答:(1)该工人提升建材时的有用功率是360W;
(2)该装置的机械效率是90%;
(3)选择3kW的电动机,一次提升8块建材,效率最高;选择0.8kW的电动机,一次提升2块建材,效率最高.
点评:
本题考点: 功率的计算;速度的计算;功的计算;滑轮(组)的机械效率.
考点点评: 本题考查了速度的计算、功的计算、功率的计算、机械效率的计算,涉及到寻找合理的配置方法,知识点多,属于难题.
注:
第(1)题也可以用:W有用=Gh=900N×10m=9000J,
P=Wt][Fs/t]=Fv=900N×[1/2]v拉=900N×[1/2]×0.8m/s=360N,
∴该工人提升建材时的有用功率是360W.