Question

在新農村建設中，為將一批建材運到10 m高的施工處，工人利用如圖所示的滑輪組提升建材。裝置中動滑輪重100N，工人每次勻速提升一箱重400N的建材，不計繩重和摩擦。試問：
(1)每次提升建材時的有用功、額外功各是多少？
(2)該滑輪組的機械效率是多少？
(3)為加快施工進度，張師傅建議用電動機做動力替代人提升建材。為了安全，改裝后每次可吊起四箱建材，建材勻速上升時的速度為0.4m/s。倉庫中現有兩臺電動機，型號分別為“220V 0.8kW”、“220V 3kW”，請你通過計算說明應選哪臺電動機才能使配置更為合理。

Answer 1

解：(1)有用功W_有=Gh=400N×10m=4000J
額外功W_額=G_動h=100N×10m=1000J
(2)由于總功W_總=W_有+W_額=4000J+1000J=5000J
故機械效率η==
(3)提升四箱建材時的總功W'_總=W'_有+W'_額=4×4000J+100J=17000J
將重物勻速提升至10m高處所需時間t===25s
則提升四箱建材的總功率P===680W=0.68kW
故應選擇型號為“220V 0.8kW”的電動機才能使配置更為合理