Question

5．如圖是用動(dòng)滑輪運(yùn)送建筑材料A的示意圖，在卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力作用下，使重1200N的建筑材料A在50s的時(shí)間里，勻速豎直上升了10m．在這個(gè)過(guò)程中，動(dòng)滑輪提升建筑材料A所做的有用功為W_有，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F為800牛．繩重及輪與軸之間的摩擦可忽略不計(jì)．
求：（1）有用功W_有；
（2）動(dòng)滑輪的重；
（3）動(dòng)滑輪勻速提升建筑材料A的機(jī)械效率η．

Answer 1

分析 （1）知道物體A的重力和上升的高度，利用W=Gh求有用功；
（2）繩重及輪與軸之間的摩擦可忽略不計(jì)，根據(jù)F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）可求動(dòng)滑輪重；
（3）利用W=Fs計(jì)算卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F做功的功，即總功，再利用效率公式求使用動(dòng)滑輪的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）有用功：W_有用=Gh=1200N×10m=12000J；
（2）由圖可知，n=2，
繩重及輪與軸之間的摩擦可忽略不計(jì)，由F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）可得動(dòng)滑輪的重：
G_動(dòng)=2F-G=2×800N-1200N=400N；
（3）繩子運(yùn)動(dòng)的距離：s=nh=2×10m=20m，
動(dòng)滑輪勻速提升建筑材料A做的總功：W_總=Fs=800N×20m=16000J；
動(dòng)滑輪勻速提升建筑材料A的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{12000J}{16000J}$×100%=75%．
答：（1）有用功W_有是12000J；
（2）動(dòng)滑輪的重是400N；
（3）動(dòng)滑輪勻速提升建筑材料A的機(jī)械效率η是75%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用動(dòng)滑輪有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算，常見(jiàn)題目．