Question

如圖所示，家住四樓的小明用固定在地面上的電動機、定滑輪和輕繩提升裝修材料，材料的質量為100kg．（g取10N/kg）．
（1）使用定滑輪是為了

 

．
（2）該電動機的額定功率為1500W，正常工作10s后通過輕繩將裝修材料從地面勻速提升到9m高的四樓，求該過程中
①電動機消耗的電能．
②該裝修材料上升的速度．
③輕繩對裝修材料所做的功．
④該裝置的機械效率．

Answer 1

分析：（1）定滑輪實質是等臂杠桿，不省力也不費力，但可以改變作用力方向．
（2）①知道電動機正常工作時的功率和額定功率相等，根據W=Pt求出電動機消耗的電能；
②知道裝修材料上升的高度和時間，根據速度公式求出上升的速度；
③根據W=Gh=mgh求出輕繩對裝修材料所做的功；
④輕繩對裝修材料所做的功和消耗電能的比值即為該裝置的機械效率．

解答：解：（1）使用定滑輪時不省力也不費力，但可以改變作用力方向；
（2）①電動機消耗的電能：
W=Pt=1500W×10s=15000J；
②該裝修材料上升的速度：
v=

h

t

=

9m

10s

=0.9m/s；
③輕繩對裝修材料所做的功：
W_有用=Gh=mgh=100kg×10N/kg×9m=9000J；
④該裝置的機械效率：
η=

W有用

W

×100%=

9000J

15000J

×100%=60%．
答：（1）改變力的方向；
（2）①電動機消耗的電能為15000J；
②該裝修材料上升的速度為0.9m/s；
③輕繩對裝修材料所做的功為9000J；
④該裝置的機械效率為60%．

點評：本題考查了定滑輪的特點和電功公式、做功公式、重力公式、速度公式、效率公式的應用，分清有用功和總功是關鍵，同時注意用電器正常工作時的功率和額定功率相等．