Question

某工地現(xiàn)用一功率為600W的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)如圖所示的動(dòng)滑輪，將重為5400N的材料G運(yùn)到10m高的樓頂，此過(guò)程用時(shí)100s．（假設(shè)電動(dòng)機(jī)消耗的電能全部用來(lái)對(duì)動(dòng)滑輪做功；繩重及繩與滑輪間的摩擦可忽略不計(jì)）
求：（1）在這個(gè)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)消耗多少電能？
（2）該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？
（3）該動(dòng)滑輪重多少牛？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知電動(dòng)機(jī)的功率和做功時(shí)間，利用公式W=Pt得到消耗的電能；
（2）已知電動(dòng)機(jī)消耗的電能全部用來(lái)對(duì)動(dòng)滑輪做功，所以電動(dòng)機(jī)做的總功等于消耗的電能；已知物重和物體上升的距離，可以得到有用功；已知有用功和總功，利用公式η=得到動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；
（3）已知有用功和總功，可以得到額外功；已知額外功和物體上升的高度，利用公式G=得到動(dòng)滑輪的重力．
解答：已知：P=600W  t=100s  G=5400N  h=10m 
求：（1）W=？（2）η=？（3）G=？
解：
（1）∵P=
∴電動(dòng)機(jī)消耗的電能為W=Pt=600W×100s=6×10⁴J；
（2）使用動(dòng)滑輪做的總功為W_總=W=6×10⁴J
動(dòng)滑輪做的有用功為W_有用=Gh=5400N×10m=5.4×10⁴J，
動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為η==×100%=90%；
（3）使用動(dòng)滑輪做的額外功為W_額=W_總-W_有用=6×10⁴J-5.4×10⁴J=6000J，
∵W=Gh
∴動(dòng)滑輪的重力為G===600N．
答：（1）電動(dòng)機(jī)消耗的電能為6×10⁴J；
（2）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為90%；
（3）動(dòng)滑輪的重力為600N．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了電能的計(jì)算、有用功、總功、機(jī)械效率以及額外功的計(jì)算，屬于力學(xué)、電學(xué)的重要內(nèi)容，但難度不是特別大，只要掌握基本公式，理解相關(guān)的概念，就能正確解答．