11. 如圖(a)所示是我國古代科學(xué)技術(shù)著作《天工開物》記載的水碓裝置。圖(b)是其簡(jiǎn)化示意圖,當(dāng)水流沖擊水輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),水輪上離支架比較近的板通過碓尾使碓頭處的石杵舉起、落下,從而不斷舂米。設(shè)水輪1h可將質(zhì)量為2880kg的水升高3.5m,每分鐘水對(duì)水輪做功2400J,g取10N/kg,摩擦力可忽略不計(jì),下列說法中正確的是(
C
)。

A.水流沖擊水輪的功率為24W
B.水輪提升水的功率為24W
C.水輪旋轉(zhuǎn)1h提升水的機(jī)械效率為70%
D.若考慮木桿的自重,將B點(diǎn)向左端移動(dòng)時(shí),杠桿的機(jī)械效率將變小
解析:
A. 水流沖擊水輪功率:$P_{總}=\frac{W_{總}}{t}=\frac{2400\,J}{60\,s}=40\,W$,A錯(cuò)誤。
B. 水輪提升水的有用功:$W_{有}=mgh=2880\,kg×10\,N/kg×3.5\,m=1.008×10^{5}\,J$,功率:$P_{有}=\frac{W_{有}}{t}=\frac{1.008×10^{5}\,J}{3600\,s}=28\,W$,B錯(cuò)誤。
C. 1h水流總功:$W_{總}'=P_{總}t=40\,W×3600\,s=1.44×10^{5}\,J$,機(jī)械效率:$\eta=\frac{W_{有}}{W_{總}'}×100\%=\frac{1.008×10^{5}\,J}{1.44×10^{5}\,J}×100\% =70\%$,C正確。
D. B點(diǎn)左移,碓頭重力力臂增大,克服自重做功占比減小,機(jī)械效率變大,D錯(cuò)誤。
C