重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯,如图所示.设计师为这款灯找到了“可再生能源”,它就是通过一定的装置将重力势能转化为电能.已知重物质量为20千克,每次被举高2

发布时间:2020-08-09 20:17:00

重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯,如图所示.设计师为这款灯找到了“可再生能源”,它就是通过一定的装置将重力势能转化为电能.已知重物质量为20千克,每次被举高2米,LED灯的额定功率为1瓦.(g取10牛/千克)
(1)重物每被举高一次,人至少对重物做多少焦的功?
(2)重物重力做的功有50%转化为电能,每举高一次重物能使该灯正常照明多长时间?

网友回答

解:(1)重物的重力为:
G=mg=20kg×10N/kg=200N,
∵W=FS
∴人对重物做的功:
W=FS=Gh=200N×2m=400J;
(2)∵η=
∴重物重力做的功转化的电能为:
W电=Wη=400J×50%=200J,
∵P=
∴每举高一次重物能使该灯正常照明的时间:
t===200s.
答:(1)重物每被举高一次,人至少对重物做400的功;
(2)每举高一次重物能使该灯正常照明200s.
解析分析:(1)在举高的过程中,人对重物做的功其实就是克服重物的重力做功,已知质量可以计算出重物的重力,又知举高的高度,根据W=Gh计算做的功;
(2)根据重物重力做的功与电能之间的关系得到电能的大小,又知LED灯的功率,利用P=变形计算时间.

点评:本题考查功的计算、电功率与电能、时间的关系,属于常见题型,熟练掌握相关的公式是解题的关键.
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