Question

以前，我國(guó)北方經(jīng)常用轆轤將水從井里提上來，如下圖所示．轆轤的本質(zhì)是可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿．已知吊桶的質(zhì)量是2 kg，容積是8×10^－3 m³；井中水面到地面的高度為5 m，水的密度是1.0×10³ kg/m³．不計(jì)摩擦及繩和搖柄質(zhì)量．取g＝10 N/kg．

(1)當(dāng)人通過轆轤用20 s的時(shí)間，將裝滿水的吊桶從水面勻速提升到地面時(shí)，人所做的有用功是多少？人所做有用功的功率是多大？該機(jī)械的機(jī)械效率是多少？

(2)當(dāng)人通過轆轤將裝半桶水(體積為4×10^－3 m³)的吊桶勻速提升到地面時(shí)，該機(jī)械的機(jī)械效率是多少？

(3)根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，提出改進(jìn)吊桶的辦法，以提高該機(jī)械的機(jī)械效率．

(4)請(qǐng)列舉使用該機(jī)械比人直接提升吊桶的好處．(答出兩條即可)

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)滿桶水的質(zhì)量m1＝ρV＝1.0×103 kg/m3×8×10－3 m3＝8 kg 　　人所做的有用功W有＝m1gh＝8 kg×10 N/kg×5 m＝400 J(2分) 　　人所做有用功的功率(2分) 　　提升吊桶所做總功W總＝Fh＝(m1＋m2)gh＝(8 kg＋2 kg)×10 N/kg×5 m＝500 J 　　機(jī)械效率(2分) 　　(2)半桶水的質(zhì)量＝＝1.0×103 kg/m3×4×10－3 m3＝4 kg 　　所做有用＝gh＝4 kg×10 N/kg×5 m＝200 J 　　所做總功＝Fh＝(＋m2)gh＝(4 kg＋2 kg)×10 N/kg×5 m＝300 J 　　機(jī)械效率(2分) 　　(3)減小吊桶的質(zhì)量，增大吊桶的容積．(2分．答對(duì)一條得1分) 　　(4)省力；改變施力方向，方便用力(或“方便”)；安全．(2分．答對(duì)2條即得滿分)