Question

圖甲所示的是一臺汽車起重機(jī)的示意圖，起重鉤的升降使用的是滑輪組，如圖乙所示，滑輪組上鋼絲繩的收放是由卷揚機(jī)來完成的。某次作業(yè)中，起重機(jī)將重200 kg的貨物由地面起吊到5 m的高度，所用時間為20 s，鋼絲繩的拉力F為800 N，求起吊過程中：（g取10 N/kg）

（1）起重機(jī)起吊貨物的機(jī)械效率；

（2）卷揚機(jī)做功的功率；

（3）圖丙為該起重機(jī)的銘牌，其中有一個重要的參數(shù)是“最大額定起重量”，運用你學(xué)過的物理知識，分析說明起重機(jī)設(shè)計時，該參數(shù)的確定需要考慮哪些因素？

Answer 1

解：（1）根據(jù)功的公式W=Fs得，滑輪組做的有用功為：=Gh=mgh=200 kg×10 N/kg×5 m=1.0× J

拉力F做的功：=Fs=800 N×5 m×3=1.2× J

滑輪組的機(jī)械效率為：η==≈83.3%

（2）由功率公式可得，卷揚機(jī)做功的功率為：P===600 W

（3）影響因素有：起重機(jī)的質(zhì)量（重力）、起重機(jī)重心位置、卷揚機(jī)提供的最大拉力、鋼絲繩能承受的拉力、卷揚機(jī)的功率、起吊臂的長度、起吊臂的傾角等.

解析：本題綜合考查了功率和機(jī)械效率的相關(guān)計算.（1）已知貨物的質(zhì)量和被吊起的高度根據(jù)＝Gh＝mgh可求出有用功的大�。换�輪組由3股繩子承擔(dān)物重，則繩子自由端移動的距離s=3h，根據(jù)＝Fs可得總功的大小，然后根據(jù)η=可解得滑輪組的機(jī)械效率.(2)由功率公式P=可求得卷揚機(jī)做功的功率.(3)本問是開放性問題，回答合理正確即可.