小明用如图所示的两种办法将地面的沙子运上三楼,第一种办法是把装满沙子的桶用手提的办法直接提到三楼;第二种办法是通过动滑轮把装满沙子的桶提到三楼.请结合图示及图示中所给的数据(忽略摩擦和绳重).求:
(1)采用第一种办法,小明所做的额外功;
(2)采用第二种办法运沙子时的机械效率.
网友回答
解:(1)运到三楼上升的高度h=2×3m=6m,
小明所做的额外功:W额=(G桶+G人)h=(400N+20N)×6m=2520J;
(2)第二种办法运沙子时的有用功:W有用=G沙h=100N×6m=600J,
做的额外功:W额′=(G动+G桶)h=(20N+10N)×6m=180J,
总功:W总=W有用+W额′=600J+180J=780J,
机械效率:η=×100%=≈76.9%.
答:(1)采用第一种办法,小明所做的额外功为2520J;
(2)采用第二种办法运沙子时的机械效率为76.9%.
解析分析:(1)办法一中,克服人的体重和桶重做的功为额外功,根据W=Gh求出;
(2)办法二中,根据W=Gh求出有用功,克服动滑轮和桶重做的功为额外功,根据W=Gh求出,求出总功,根据η=求出机械效率.
点评:此题主要考查的是学生对有用功、额外功、总功、机械效率计算公式的理解和掌握,弄明白什么是有用功和额外功是解决此题的关键,基础性题目.