Question

11．（1）一起重機(jī)將重為1.2×10⁴N的鋼材豎直勻速提升2m后，又沿水平方向勻速移動(dòng)5m，在整個(gè)過程中起重機(jī)對(duì)鋼材做的功為2.4×10⁴J．
（2）一組抽水系統(tǒng)的總功率是1kW，它在1min內(nèi)可以做6×10⁴ J的功，這些功可以把重3×10³ N的水抽上20m高的水塔上去，使水的機(jī)械（或重力勢(shì)）能增大．

Answer 1

分析 （1）已知鋼材的重力和提升的高度，根據(jù)W=Gh求出豎直提升鋼材時(shí)所做的功；再根據(jù)做功的兩個(gè)必要因素判斷鋼材在水平移動(dòng)時(shí)起重機(jī)是否對(duì)它做功，可求出整個(gè)過程中起重機(jī)對(duì)鋼材做的功；
（2）已知抽水系統(tǒng)的總功率和工作時(shí)間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出抽水系統(tǒng)在1min內(nèi)所做的功，再根據(jù)W=Gh求出所抽水的重力；可從能量轉(zhuǎn)化的角度分析水的能量變化情況．

解答 解：
（1）起重機(jī)豎直提升鋼材時(shí)做的功：W=Gh=1.2×10⁴N×2m=2.4×10⁴J，
鋼材沿水平方向勻速移動(dòng)5m的過程中，拉力方向豎直向上，而鋼材沒有向上移動(dòng)距離，此過程中起重機(jī)對(duì)鋼材不做功；
所以，在整個(gè)過程中起重機(jī)對(duì)鋼材做的功為2.4×10⁴J；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，抽水系統(tǒng)在1min內(nèi)所做的功：
W=Pt=1000W×60s=6×10⁴ J；
由W=Gh可得抽水的重力：
G=$\frac{W}{h}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{20m}$=3×10³ N；
把這些水抽上20m高的水塔上去，需要消耗其他能量（如電能），其他能量轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能，使水的機(jī)械能增大（或者水的高度增加，水的重力勢(shì)能增大）．
故答案為：（1）2.4×10⁴；（2）6×10⁴ ；3×10³；機(jī)械（或重力勢(shì)）．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了功、功率計(jì)算公式的應(yīng)用以及做功的兩個(gè)必要因素，關(guān)鍵是公式及其變形公式的靈活運(yùn)用；本題最容易出錯(cuò)的是：鋼材還水平移動(dòng)了一段距離，但這段距離不是在豎直方向上，此過程中起重機(jī)對(duì)鋼材不做功．