建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为400N的建材从地面匀速送到2m高处,所用拉力为250N,时间为20s.求:

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  • 解题思路:由图示可知,滑轮组绳子的有效股数n=2;

    (1)由功的公式W=Gh可以求出有用功.

    (2)绳子移动距离s=2h,根据公式W=Fs求出拉力做的总功,已知功与做功时间,由功率公式可以求出功率.

    (3)知道有用功和总功,然后由效率公式求出滑轮组的效率.

    (4)根据滑轮组拉力公式F=[1/n](G+G)的变形公式求出动滑轮的重力,然后由求出第二次的拉力大小,根据公式W=Fs求出第二次的总功.

    已知:建材重为G=400N,提升高度h=2m,拉力为F=250N,时间为t=20s,重物重G′=900N.

    求:(1)工人做的有用功W有用=?;(2)工人做功的功率P=?;(3)该装置的机械效率η=?;(4)工人做的总功W=?

    (1)工人做的有用功:

    W=Gh=400N×2m=800J;

    (2)绳子移动距离:s=2h=2×2m=4m,

    工人做的总功:

    W=Fs=250N×4m=1000J;

    工人做功的功率:

    P=

    W总

    t=[1000J/20s]=50W;

    (3)该装置的机械效率:

    η=

    W有用

    W总×100%=[800J/1000J]×100%=80%;

    (4)∵不计摩擦和绳重,F=[1/n](G+G

    ∴动滑轮重:

    G=2F-G=2×250N-400N=100N,

    提升900N重物时的拉力:

    F′=[1/2](G′+G)=[1/2]×(100N+900N)=500N,

    工人做的总功:

    W′=F′s=500N×4m=2000J.

    答:(1)工人做的有用功为800J;

    (2)工人做功的功率为50W;

    (3)该装置的机械效率为80%;

    (4)改将重为900N的重物从地面匀速提高2m,工人做的总功为2000J.

    点评:

    本题考点: 功的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

    考点点评: 本题考查了功、功率、机械效率的计算,关键是公式的灵活运用和有用功、总功、机械效率的理解与掌握.