题文

小明同学用如图1所示的滑轮组提土，他用80N的拉力把重力为120N的土从井中匀速提升5m，所花时间是20s．其中拉力做功W随时间t的变化图象如图2．求： （1）有用功 （2）滑轮组的机械效率 （3）拉力的功率 （4）为了方便把土提上来，在图1中画出滑轮组的绕线．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）W有=Gh=120N×5m=600J． （2）把120N的土升高5m，用时20s，由图二知，拉力做功800J． 所以滑轮组的机械效率：η= W有 W总 ×100%= 600J 800J ×100%=75%． （3）拉力功率：P= W总 t = 800J 20s =40W． （4）∵W=Fs， ∴绳子自由端移动的距离：s= W总 F = 800J 80N =10m， 提升物体时绳子的段数：n= s h = 10m 5m =2， 所以滑轮组绕法如图． 答：（1）有用功是600J． （2）滑轮组的机械效率是75%． （3）拉力的功率是40W． （4）如上图．

据专家权威分析，试题“小明同学用如图1所示的滑轮组提土，他用80N的拉力把重力为120N的..”主要考查你对  功的计算，功率的计算，滑轮（组）的机械效率，滑轮组的设计与组装  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算功率的计算滑轮（组）的机械效率滑轮组的设计与组装

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：功率的计算

• 功率的计算公式：
  （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
  （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

• 公式法计算功率：
       运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
  例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：
  
  (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
  (2)铁明克服重力做功是多少?
  (3)铁明做功的总功率多大?
  解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
  （1）0.24m/s
  （2）