Question

11．如圖所示，″電動(dòng)葫蘆″是建筑工地上普遍使用的起重設(shè)備，它通過(guò)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)動(dòng)滑輪提升重物，若″電動(dòng)葫蘆″在10s內(nèi)將中9800N的鋼材勻速吊起1m高，鋼繩的拉力為5000N，不計(jì)摩擦和鋼絲繩的繩重．在此過(guò)程中，求：
（1）克服鋼材所受重力所做的功是有用功（選填″有用功″″額外功″或″總功″），其大小為多少焦；
（2）電動(dòng)機(jī)吊起鋼材過(guò)程中，拉力做功的大小及其功率；
（3）該裝置吊起這批鋼材時(shí)的機(jī)械效率；
（4）動(dòng)滑輪所受重力．

Answer 1

分析 （1）有用功是指對(duì)人們有用的功；本題中為克服鋼材重力做功，利用W=Gh計(jì)算；
（2）有兩股繩吊著物體，物體上升h，繩索自由端移動(dòng)2h，所以拉力做功W_總=Fs=F×3h；再利用功率公式P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$即可求得拉力的功率．
（3）運(yùn)用機(jī)械效率公式代入數(shù)據(jù)即可求出機(jī)械效率；
（4）利用F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）求動(dòng)滑輪重．

解答 解：（1）目的是把鋼材提升到一定高度，所克服鋼材的重力做的功是有用功；
有用功：W_有=Gh=9800N×1m=9800J；
（2）拉力做功：W_總=Fs=F×2h=5×10³N×1m×2=1×10⁴J，
拉力的功率：P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{1×1{0}^{4}J}{10s}$=1×10³W；
（3）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{9800J}{1×1{0}^{4}J}$×100%=98%；
（4）不計(jì)一切摩擦和繩重，所以F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)），
所以動(dòng)滑輪重：G_動(dòng)=2F-G_物=2×5×10³N-9800N=200N，
答：（1）有用功；有用功為9800J；
（2）電動(dòng)機(jī)吊起鋼材過(guò)程中，拉力做功1×10³W；其功率為1×10³W；
（3）該滑輪組的機(jī)械效率為95%；
（4）該滑輪組的動(dòng)滑輪重為300N．

點(diǎn)評(píng) 解決此類綜合題目的關(guān)鍵是熟練掌握功、滑輪組、機(jī)械效率的有關(guān)知識(shí)，并能根據(jù)題目靈活運(yùn)用．