试题

建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到10m高处，所用拉力为125N，时间为20s．不计摩擦和绳重求：
（1）此过程中该装置的机械效率
（2）工人做功的功率
（3）若工人又用此装置将300N的建材从地面匀速送到10m高处求他所做的功及此过程中该装置机械效率各是多少．

解：（1）工人做的有用功：
W_有用=Gh=230N×10m=2300J，
拉力移动距离：
s=2h=2×10m=20m，
工人做的总功：
W_总=Fs=125N×20m=2500J，
滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

2300J

2500J

×100%=92%；
（2）工人做功的功率：
P=

W总

t

=

2500J

20s

=125W；
（3）∵F=

1

2

（G+G_动）
∴第一次提升重物时，动滑轮重：
G_动=2F-G=2×125N-230N=20N，
第二次提升重物时的拉力：
F′=

1

2

（G′+G_动）=

1

2

×（300N+20N）=160N，
有用功：
W_有用′=G′h=300N×10m=3000J，
工人做的总功：
W_总′=F′s=160N×20m=3200J，
滑轮组的机械效率：
η=

W有用′

W总′

×100%=

3000J

3200J

×100%=93.75%．
答：（1）该装置的机械效率为92%；
（2）工人做功的功率为125W；
（3）他所做的功为3200J；该装置机械效率是93.75%．
解：（1）工人做的有用功：
W_有用=Gh=230N×10m=2300J，
拉力移动距离：
s=2h=2×10m=20m，
工人做的总功：
W_总=Fs=125N×20m=2500J，
滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

2300J

2500J

×100%=92%；
（2）工人做功的功率：
P=

W总

t

=

2500J

20s

=125W；
（3）∵F=

1

2

（G+G_动）
∴第一次提升重物时，动滑轮重：
G_动=2F-G=2×125N-230N=20N，
第二次提升重物时的拉力：
F′=

1

2

（G′+G_动）=

1

2

×（300N+20N）=160N，
有用功：
W_有用′=G′h=300N×10m=3000J，
工人做的总功：
W_总′=F′s=160N×20m=3200J，
滑轮组的机械效率：
η=

W有用′

W总′

×100%=

3000J

3200J

×100%=93.75%．
答：（1）该装置的机械效率为92%；
（2）工人做功的功率为125W；
（3）他所做的功为3200J；该装置机械效率是93.75%．