试题

在建筑工地上常用塔吊搬运建筑材料，塔吊可以简化成如图所示的装置，此装置在1min内能将500kg的建筑材料匀速提高20m，所用拉力F的大小为2000 N，g取10牛/千克．求：
（1）在此过程中拉力所做的有用功．
（2）该装置的机械效率．
（3）动滑轮重．（不计绳重和摩擦）

解：（1）建筑材料重：
G=mg=500kg×10N/kg=5000N，
拉力做的有用功：
W_有用=Gh=5000N×20m=1×10⁵J；
（2）s=3h=3×20m=60m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=2000N×60m=1.2×10⁵J；
该装置的机械效率：
η=

W有用

W总

=

1×105J

1.2×105J

≈83.3%；
（3）∵不计绳重和摩擦，
∴F=

1

3

（G_物+G_轮），
即：2000N=

1

3

×（5000N+G_轮），
∴G_轮=1000N．
答：（1）在此过程中拉力所做的有用功为1×10⁵J；
（2）该装置的机械效率为83.3%；
（3）动滑轮重为1000N．
解：（1）建筑材料重：
G=mg=500kg×10N/kg=5000N，
拉力做的有用功：
W_有用=Gh=5000N×20m=1×10⁵J；
（2）s=3h=3×20m=60m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=2000N×60m=1.2×10⁵J；
该装置的机械效率：
η=

W有用

W总

=

1×105J

1.2×105J

≈83.3%；
（3）∵不计绳重和摩擦，
∴F=

1

3

（G_物+G_轮），
即：2000N=

1

3

×（5000N+G_轮），
∴G_轮=1000N．
答：（1）在此过程中拉力所做的有用功为1×10⁵J；
（2）该装置的机械效率为83.3%；
（3）动滑轮重为1000N．