Question

某社區(qū)服務(wù)小組幫小明的爸爸將一重1000N的建筑材料在3s內(nèi)勻速運(yùn)送到6m高的樓上，聰明的小明買來了一個(gè)重為100N的滑輪和一根足夠長的繩子，用圖中方案將建筑材料拉到樓上．若一個(gè)人最多可產(chǎn)生的平均拉力為150N，不計(jì)繩重和摩擦，問：
（1）需要幾人拉繩子？（通過計(jì)算回答）
（2）實(shí)際拉力的總功率是多大？
（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為多少？

Answer 1

已知：物體重G=1000N，時(shí)間t=3s，高度h=6m，動(dòng)滑輪重G_動(dòng)=100N，一個(gè)人的最大拉力F_人=150N，n=2
求：（1）人的個(gè)數(shù)n′=？；（2）實(shí)際拉力的總功率P=？；（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率η=？
解：（1）繩子的拉力F=（G+G_動(dòng)）=×（1000N+100N）=550N，需要人的個(gè)數(shù)n′==≈3.7人，所以需要4個(gè)人來拉繩子；
（2）拉力移動(dòng)距離s=2h=2×6m=12m，
拉力做的總功：W_總=Fs=550N×12m=6600J，
拉力的功率P===2200W；
（3）有用功：W_有用=Gh=1000N×6m=6000J，
動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：η=×100%=×100%≈91%．
答：（1）需要4個(gè)人拉繩子；
（2）拉力的總功率為2200W；
（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為91%．
分析：（1）不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)公式F=（G+G_動(dòng)）求出拉力大小，再除以一個(gè)人的拉力即可得出人的個(gè)數(shù)；
（2）根據(jù)s=2h求出拉力移動(dòng)距離，根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功，再根據(jù)P=求出功率；
（3）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)η=求出機(jī)械效率．
點(diǎn)評：此題主要考查的是學(xué)生對拉力大小、總功、有用功、功率、機(jī)械效率計(jì)算公式的理解和掌握，弄清楚拉力做的功是總功是解決此題的關(guān)鍵．