Question

17．某同學(xué)家正在裝修房子，有一批裝修材料要運(yùn)到樓上，他幫助工人師傅設(shè)計(jì)了如圖所示的滑輪組．工人師傅用200N的力將480N的裝修材料以0.3m/s的速度勻速運(yùn)到9m高的樓上（不計(jì)摩擦及繩重）求：
（1）工人師傅所做的功；
（2）滑輪組的機(jī)械效率；
（3）工人師傅做功的功率．

Answer 1

分析 （1）由圖知道，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，設(shè)重物被提升h，則拉力端移動(dòng)的距離s=3h，根據(jù)W=Fs可求得工人師傅所做的功；
（2）知道物重G和拉力大小，根據(jù)機(jī)械效率的公式求滑輪組的機(jī)械效率；
（3）求出繩子自由端移動(dòng)的速度，利用P=Fv求拉力的功率．

解答 解：（1）由圖知，使用該滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)，n=3
工人師傅所做的功W_總=Fs=200N×3×9m=5400J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F×3h}$×100%=$\frac{G}{F×3}$×100%=$\frac{480N}{200N×}$×100%=80%；
（2）繩子自由端移動(dòng)的速度：
v′=3v=0.3m/s×3=0.9m/s，
（3）拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=200N×0.9m/s=180W；
答：（1）工人師傅所做的功為5400J；
（2）滑輪組的機(jī)械效率為80%；
（3）工人師傅做功的功率為180W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組拉力的計(jì)算、功的計(jì)算、功率的計(jì)算、機(jī)械效率的計(jì)算等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性較強(qiáng)的題目．