Question

建筑工地上，工人們需要將一堆建材運到10m高處。姜榮同學設計安裝了如圖所示的裝置。裝置中每個滑輪重100N。工人利用該裝置每次提升一塊重900N的建材，該工人拉繩子的速度是0.8m／s，在施工過程中：
（1）該工人提升建材時的有用功率是多少?
（2）該裝置的機械效率是多少?（不計繩重和摩擦）
（3）孫萍同學想用電動機做動力替代人工作，將該裝置改造成簡易的起重機（吊起物體的速度限定在0.4m／s）。她到倉庫找到了兩臺電動機，銘牌上的部分數據如下表所示，她要選用其中的一臺。請你幫助選擇，就你所選的電動機，說明如何使用該裝置才能做到合理配置。

Answer 1

解：
（1）提升建材時所做的有用功W_有用=Gh=900N×10m=9000J，上升速度v_物===0.4m/s
所用時間t===25s，有用功率P_有用===360W。
（2）人的拉力F===500N，繩子自由端移動的距離S_繩=2S_物=2×10m=20m，人所做的總功W_總=FS_繩=500N×20m=10000J，機械效率η=×100％=×100％=90％。
（3）
①選擇3.0KW電動機，一次提升8塊建材，效率最高。（8塊建材；在能拉動的條件下，多提升建材效率高）。
②選擇0.8KW的電動機，一次提升2塊建材，效率最高。（2塊建材；在能拉動的條件下，多提升建材效率高）。
（合理即可，任選其一）