题文

某工人利用滑轮组在20s内将3000N的物体匀速提高4m，已知这个滑轮组的机械效率是80%．求： （1）这名工人所做的总功是多少焦？ （2）他所做的额外功是多少焦？ （3）他的输出功率是多少瓦？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）已知G=3000N，h=4m， 则有用功为：W有=Gh=3000N×4m=12000J， 根据η= W有 W总 得： ∴W总= W有 η = 12000J 80% =15000J； （2）∵W总=W有+W额， ∴额外功为W额=W总-W有=15000J-12000J=3000J； （3）根据P= W t 得： 功率为P总= W总 t总 = 15000J 20s =750W； 答：（1）这名工人所做的总功为15000J， （2）所做的额外功是3000J， （3）输出功率是750W．

据专家权威分析，试题“某工人利用滑轮组在20s内将3000N的物体匀速提高4m，已知这个滑轮..”主要考查你对  功率的计算，有用功和额外功，滑轮（组）的机械效率  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功率的计算有用功和额外功滑轮（组）的机械效率

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）
  （3）
  
  例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ_海水=1．03×10³kg／m³。
  (1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
  (2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m³，密度为2.7×10³kg/m³的物体静止不动，求该力的大小。
  (3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。
  
  解析：（1）由液体压强公式得，，
  （2）物体在水下受平衡力的作用，则