Question

4．如圖所示是迫擊炮供彈車．鋼纜繩以大小為100N的拉力F使炮彈在5s內勻速升高2m，若炮彈重為150N，求：
（1）滑輪組提升炮彈所做的有用功；
（2）拉力F做的總功；
（3）拉力F的功率；
（4）滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）知道炮彈的重力和升高的高度，根據W=Gh求出滑輪組提升炮彈所做的有用功；
（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據s=nh求出繩端移動的距離，根據W=Fs求出拉力F做的總功；
（3）根據P=$\frac{W}{t}$求出拉力F的功率；
（4）根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）滑輪組提升炮彈所做的有用功：
W_有=Gh=150N×2m=300J；
（2）由圖可知：n=2，則繩端移動的距離：
s=nh=2×2m=4m，
拉力F做的總功：
W_總=Fs=100N×4m=400J；
（3）拉力F的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{400J}{5s}$=80W；
（4）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{300J}{400J}$×100%=75%．
答：（1）滑輪組提升炮彈所做的有用功為300J；
（2）拉力F做的總功為400J；
（3）拉力F的功率為80W；
（4）滑輪組的機械效率為75%．

點評 本題考查了做功公式、功率公式、機械效率公式的應用，明確有用功和總功是關鍵．