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22. (2024·苏州吴江区一模)(9分)小明家的汽车发动机在维修时,工人师傅要用一个滑轮组(如图所示)把车里的发动机提起来.已知发动机的质量为150 kg,工人的拉力为500 N,在20 s内发动机被提升了2 m,g取10 N/kg.求:
(1)工人所做的有用功.
(2)滑轮组的机械效率.
(3)工人师傅做功的功率.
(1)工人所做的有用功.
(2)滑轮组的机械效率.
(3)工人师傅做功的功率.
答案：
(1)3000J
(2)75%
(3)200W [解析]
(1)工人所做的有用功为W有用=G物h=m物gh=150kg×10N/kg×2m=3000J。
(2)由图可知，滑轮组中承担阻力的绳子段数为n=4，则s=4h=4×2m=8m，工人做的总功为W总=Fs=500N×8m=4000J，滑轮组的机械效率为η=$\frac {W_{有用}}{W_{总}}$×100%=$\frac {3000J}{4000J}$×100%=75%。
(3)工人做功的功率是总功率，其大小为P总=$\frac {W_{总}}{t}$=$\frac {4000J}{20s}$=200W。
(1)3000J
(2)75%
(3)200W [解析]
(1)工人所做的有用功为W有用=G物h=m物gh=150kg×10N/kg×2m=3000J。
(2)由图可知，滑轮组中承担阻力的绳子段数为n=4，则s=4h=4×2m=8m，工人做的总功为W总=Fs=500N×8m=4000J，滑轮组的机械效率为η=$\frac {W_{有用}}{W_{总}}$×100%=$\frac {3000J}{4000J}$×100%=75%。
(3)工人做功的功率是总功率，其大小为P总=$\frac {W_{总}}{t}$=$\frac {4000J}{20s}$=200W。
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