如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐的总重为20N．某次操作中，将重400N的泥土以速度v1=0.4m/s匀速提起一段高度后，稍作停歇，又以速度v2匀速将泥土
问题描述：
如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐的总重为20N．某次操作中，将重400N的泥土以速度v1=0.4m/s匀速提起一段高度后，稍作停歇，又以速度v2匀速将泥土提升一段高度，整个过程历时1min．在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图象可以简化为图乙所示．绳的质量忽略不计，g取10N/kg．求：
（1）拉力F在后30s内做功的功率；
（2）利用该装置提升泥土的机械效率；
（3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功．（设在整个过程中，摩擦力大小保持不变）
答
（1）拉力F在后30s内做功为W2=7200J-3600J=3600J，
则拉力F在后30s内做功的功率P=
=W t
=120W．3600J 30s
（2）拉力F在20s内做功W总=3600J，
W有用=G泥土h=400N×20s×0.4m/s=3200J，
该装置提升泥土的机械效率η=
×100%=W有用 W总
×100%≈88.9%．3200J 3600J
（3）因为前20s匀速运动，所以P1=
=W1 t1
=180W，3600J 20s
t2=
=s v
=7.5s，3m 0.4m/s
=P1t2=180W×7.5s=1350J，
W
′总
W物=G物h=400N×3m=1200J，
W筐=G筐h=20N×3m=60J，
Wf=
-W物-W筐=1350J-1200J-60J=90J．
W
′总
答：（1）拉力F在后30s内做功的功率为120W．
（2）利用该装置提升泥土的机械效率为88.9%．
（3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功为90J．