18. 建筑工地上,工人用如图所示的装置将重力为230 N的建材从地面匀速送到6 m高处,所用拉力为125 N,时间为20 s。求:

(1)工人做的有用功;
(2)工人做的总功;
(3)此过程中该装置的机械效率;
(4)工人做功的功率。

(1)1 380 J
(2)1 500 J
(3)92%
(4)75 W
解析 工人在运送建材的过程中,克服建材重力所做的功为有用功$W_{有}=Gh$;拉力所做的功包含提升建材的有用功、提升动滑轮以及克服摩擦等做的额外功,拉力做的功为总功$W_{总}=Fs$,其中 s 表示拉力移动的距离,由于有 2 段绳子连着动滑轮,所以拉力移动距离为建材升高距离的 2 倍;根据$η=\frac {W_{有}}{W_{总}}$可以算出机械效率;工人所做的功即为总功,功率计算可以用功率计算公式$P=\frac {W_{总}}{t}$算得。
(1)$W_{有}=Gh=230N×6m=1380J$。
(2)$W_{总}=Fs=125N×12m=$
1 500 J。
(3)$η=\frac {W_{有}}{W_{总}}=\frac {1380J}{1500J}=92\% $。
(4)$P=\frac {W_{总}}{t}=\frac {1500J}{20s}=75W$。