Question

10．在農(nóng)村常有家庭挖井取水．小明同學(xué)用如圖（甲）所示的滑輪組提土，他用20s的時(shí)間把重為120N的土從井中勻速提升5m，拉力做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖（乙）所示．求：
（1）有用功；
（2）滑輪組的機(jī)械效率；
（3）拉力的大�。�
（4）拉力的功率．

Answer 1

分析 （1）已知土的重力和上升的高度，根據(jù)W=Gh求出克服土的重力做的功，即為有用功；
（2）由乙圖直接讀出20s內(nèi)拉力做的功即為總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）由圖可知繩子的有效股數(shù)為2，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fs求出拉力的大��；
（4）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率．

解答 解：（1）有用功：W_有=Gh=120N×5m=600J；
（2）時(shí)間為20s，由乙圖可得：W_總=800J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{600J}{800J}$×100%=75%；
（3）由圖可知繩子的有效股數(shù)為2，則繩端移動(dòng)的距離：s=nh=2×5m=10m，
拉力的大�。�
F=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{s}$=$\frac{800J}{10m}$=80N；
（4）拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{800J}{20s}$=40W．
答：（1）有用功為600J；
（2）滑輪組的機(jī)械效率為75%；
（3）拉力的大小為80N；
（4）拉力的功率為40W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功、功率、機(jī)械效率、拉力的計(jì)算，關(guān)鍵是明確有用功和總功以及從圖象中讀出總功．