Question

今年云南等五省遭遇了百年不遇的特大旱災(zāi)，某村響應(yīng)政府號(hào)召積極打井抗旱救災(zāi)．如圖所示，是村民利用滑輪組從豎直深井中提取泥土的情形．某次操作中，工人用400N的拉力F在一分鐘內(nèi)將總重為800N的泥土勻速提升5m，在這段時(shí)間內(nèi)：
（1）拉力F所做的有用功是多少？
（2）拉力F做功的效率是多少？
（3）滑輪組的機(jī)械效率是多大？

Answer 1

解：（1）拉力F所做的有用功為：W_有=Gh=800N×5m=4000J；
（2）拉力F移動(dòng)的距離S為：S=3h=3×5m=15m；
拉力F所做的總功為：W_總=FS=400N×15m=6000J；
則拉力F做功的功率P為：P===100W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為：η===66.7%．
答：（1）力F所做的有用功是4500J；
（2）拉力F做功的功率是100W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率是66.7%．
分析：（1）克服泥土的重力所做的功是有用功；
（2）拉力F所做的功是總功，總功與時(shí)間的比值等于功率；
（3）有用功與總功的比值是機(jī)械效率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)多，用到的公式多，難點(diǎn)是求拉力所做的總功，由滑輪組的特點(diǎn)知：繩子自由端移動(dòng)的距離與物體上升高度之間的關(guān)系是s=nh；從而求出拉力方向上移動(dòng)的距離．