资阳市某单位积极参加四川省第八届“三优一学”创建文明城市竞赛活动,计划对办公大楼外墙进行清洁工作.如图所示,若施工吊篮质量m1=60kg,清洁设备质量m2=30kg,现需要将人和设备从三楼底提升到十二楼顶,一自重G=600N的清洁工人用力500N以图示方式完成.已知楼层高度均为3m,取g=10N/kg,不计绳重及各处摩擦.求:
(1)此人在提升吊篮过程中所做的总功为多少?
(2)此人在提升吊篮过程中做功的效率为多少?
(3)为保证此人能以这种方式升降吊篮,吊篮内最多还能装载多重的物件?
网友回答
解:(1)人在提升吊篮过程中所做的总功W=G总h=[(60kg+30kg)×10N/kg+600N]×30m=45000J;
(2)人在提升吊篮过程中做的有用功W有用=Gh=[(30kg×10N/kg)+600N]×30m=27000J,
人在提升吊篮过程中做功的效率η=×100%=×100%=60%,
(3)设还能G1重的物件,则
=600N,
解得G1=300N.
答:(1)此人在提升吊篮过程中所做的总功为40500J.
(2)此人在提升吊篮过程中做功的效率为60%,
(3)为保证此人能以这种方式升降吊篮,吊篮内最多还能装载300N重的物件.
解析分析:(1)已知清洁工人用力500N,三楼底提升到十二楼顶,则上升的高度h=10×3m=30m,再利用W=Gh即可求得人在提升吊篮过程中所做的总功
(2)人在提升吊篮过程中做的有用功W有用=Gh,再利用η=求做功的效率.
(3)为保证此人能以这种方式升降吊篮,吊篮内能装载物件的总重力为清洁工人自身重力的.
点评:本题的关键是承担物重的绳子股数的确定,因为人站在吊篮上,从定滑轮上引出的绳子也承担物重,这是本题的易错点.