Question

江南科技館有一種神奇的裝置，如圖所示．借助該裝置，小明僅用150N的拉力就提起了重600N的一輛摩托車，并在5s內將摩托車提起了2m，問：
（1）小明使用該裝置時做的有用功為多少？
（2）小明拉力的功率為多少？
（3）小明提起摩托的過程中該裝置的機械效率為多高？

Answer 1

分析：由圖知，木棒相當于滑輪，上下兩木棒組成滑輪組，承擔物重的繩子股數(shù)n=5．
（1）知道物體重和上升的高度，利用功的公式W=Gh計算有用功；
（2）知道物體的勻速上升高度，而s=nh，知道拉力，利用W=Fs求拉力做的功，再利用功率公式求小明拉力做功的功率；
（3）再利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率．

解答：解：
（1）W_有用=Gh=600N×2m=1200J                                    
（2）由圖知，n=5，
s=5h=5×2m=10m，
W_總=Fs=150N×10m=1500J，
P=

W總

t

=

1500J

5s

=300W；                                    
（3）η=

W有用

W總

=

1200J

1500J

=80%．
答：（1）小明使用該裝置時做的有用功為1200J；
（2）小明拉力的功率為300W；
（3）小明提起摩托的過程中該裝置的機械效率為80%．

點評：本題考查了使用滑輪組有用功、總功、機械效率、功率的計算，能看出木棒就是滑輪，確定承擔物重的繩子股數(shù)是本題的關鍵．