Question

3．在小型建筑工地，常用簡易的起重設(shè)備豎直吊運建筑材料，其工作原理相當(dāng)于如圖所示的滑輪組．某次將總重G為4000N的磚塊勻速吊運到高為5m的樓上，卷揚機提供的拉力F為2500N．求在此過程中：
（1）起重機提升重物所做的有用功； 
（2）滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力F移動的距離s=2h，
（1）克服物體的重力所做的功是有用功，利用W=Gh計算；
（2）拉力F與拉力移動距離的乘積為總功，有用功與總功的比值是機械效率．

解答 解：
（1）拉力F所做的有用功：
W_有=Gh=4000N×5m=2×10⁴J．
（2）由圖知，n=2，拉力F移動的距離：
s=2h=2×5m=10m．
拉力F所做的總功：
W_總=Fs=2500N×10m=2.5×10⁴J．
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{W_有}{W_總}$×100%=$\frac{2×1{0}^{4}J}{2.5×1{0}^{4}J}$×100%=80%．
答：（1）起重機提升重物所做的有用功為2×10⁴J； 
（2）滑輪組的機械效率是80%．

點評 本題考查了使用滑輪組有用功、總功、機械效率的計算．由滑輪組的特點知道：繩子自由端移動的距離與物體上升高度之間的關(guān)系是s=2h，據(jù)此求出拉力方向上移動的距離，這是本題的突破口．