在小型建筑工地,常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料,其工作原理相当于如图所示的滑轮组.某次将总重G为4500N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上,卷扬机提供的拉力F为2500N,用时40s.求在此过程中:
(1)有用功;
(2)拉力F的功;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)拉力F做功的功率.
网友回答
已知:砖块的总重G=4500N,吊运高度h=10m,卷扬机提供的拉力F=2500N,用时t=40s,n=2
求:(1)有用功W有用=?;(2)拉力F的功W总=?;(3)滑轮组的机械效率η=?;(4)拉力F做功的功率P=?
解:(1)拉力F所做的有用功:
W有用=Gh=4500N×10m=4.5×104J.
(2)拉力F移动的距离:
s=2h=2×10m=20m,
拉力F所做的总功:
W总=Fs=2500N×20m=5×104J;
(3)滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=90%;
(4)拉力F做功的功率:
P===1250W.
答:(1)有用功为4.5×104J;
(2)拉力F的功为5×104J;
(3)滑轮组的机械效率为90%;
(4)拉力F做功的功率为1250W.
解析分析:由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=2,则拉力F移动的距离s=2h,
(1)克服砖块的重力所做的功是有用功,利用W=Gh计算;
(2)拉力F与拉力移动距离的乘积为总功,总功与时间的比值等于功率;
(3)有用功与总功的比值是机械效率.
点评:本题考查的知识点多,用到的公式多,难点是求拉力所做的总功.由滑轮组的特点知道:绳子自由端移动的距离与物体上升高度之间的关系是s=2h,据此求出拉力方向上移动的距离,这是本题的突破口.