某建筑工地使用如图所示装置搬运建筑材料．已知柴油机效率是40%，柴油热值是4.0×107J/kg，用此装置将重3200N的建筑材料提高5m，历时4s，消耗柴油为2g．求：（1）柴油机的输出功率．（2）滑

Question

某建筑工地使用如图所示装置搬运建筑材料．已知柴油机效率是40%，柴油热值是4.0×10⁷J/kg，用此装置将重3200N的建筑材料提高5m，历时4s，消耗柴油为2g．求：
（1）柴油机的输出功率．
（2）滑轮组的机械效率．
（3）拖拉机对绳子的牵引力．

Answer 1

（1）柴油燃烧放出的热量：Q_放=mq=4×10^-3kg×4×10⁷J/kg=1.6×10⁵J
柴油机的输出功率：P=(W)/(t)=(40%Q放)/(t)=(0.4×1.6×105J)/(4s)=1.6×10⁴W
（2）滑轮组所做总功：W滑=Pt=1.6×10⁴W×4s=6.4×10⁴J；有用功：W有用=Gh=3200N×5m=1.6×10⁴J；
滑轮组的机械效率：η=(W有用)/(W滑)×100%=(1.6×104J)/(4×104J)×100%=0.4×100%=40%．
（3）由η=(W有用)/(W总)得，提升建筑材料做的总功：W_总=(W有用)/(η)=(1.6×104J)/(0.4)=4×10⁴J；
由W_总=Fs得，绳子的拉力：F=(W总)/(s)=(4×104J)/(5m)=0.8×10⁴N；
答：（1）4g柴油完全燃烧放出1.6×10⁵J的热量，柴油机的输出功率是1.6×10⁴W．
（2）滑轮组的机械效率为40%．
（3）绳子的拉力是0.8×10⁴N．