Question

17．效率為50%的電動吊鉤機(jī)提升貨物（如圖甲），在5s內(nèi)將貨物從A點勻速豎直移動到B點，再從B點勻速水平移動10s到C點，所用時間及各點間距離如圖乙所示；吊鉤機(jī)從A點提升貨物到B點時對貨物的拉力F功率為4kW，求：

（1）從A到B過程，拉力F做了多少功？
（2）從A到B過程，消耗多少電能？
（3）從B到C過程，在方框圖內(nèi)畫出貨物運動時的受力示意圖（以“黑點”代表物體）．
（4）貨物受到的重力多大？

Answer 1

分析 （1）已知吊鉤機(jī)從A點提升貨物到B點時對貨物的拉力F功率為4kW，所用時間為5s，利用W=Pt可求得拉力F做了多少功；
（2）已知效率為50%的電動吊鉤機(jī)提升貨物，利用η=$\frac{W}{{W}_{電}}$可求得從A到B過程，消耗多少電能；
（3）首先對物體進(jìn)行受力分析，然后再從力的作用點沿力的作用線作出物體受力的示意圖
（4）根據(jù)（1）求得的拉力做功，利用W=Fs可求得拉力，在豎直方向物體的重力和向上的拉力，它們是一對平衡力．

解答 解：（1）已知P=4kW=4000W，A點勻速豎直移動到B點t=5s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，拉力F做功W=Pt=4000W×5s=2×10⁴J，
（2）由η=$\frac{W}{{W}_{電}}$可得，從A到B過程，消耗電能W_電=$\frac{W}{50%}$=$\frac{2×1{0}^{4}J}{50%}$=4×10⁴J；
（3）從B到C過程，處于平衡狀態(tài)，受平衡力作用；
在水平方向上不受力，在豎直方向上受：向下的重力和向上的拉力，它們是一對平衡力，從物體車的重心沿力的作用線作出各力的示意圖，如圖所示：

（4）由W=Fs可得，F(xiàn)=$\frac{W}{s}$=$\frac{2×1{0}^{4}J}{2m}$=1×10⁴N，
由于貨物是勻速被拉力F提起，所以G=F=1×10⁴N．
答：（1）從A到B過程，拉力F做了2×10⁴J功；
（2）從A到B過程，消耗4×10⁴J電能；
（3）見上圖；
（4）貨物受到的重力為1×10⁴N．

點評 本題考查力的示意圖、做功的計算，機(jī)械效率的計算等，重在讀懂題意、看清圖示，找好對應(yīng)的物理量和合適的物理公式較為關(guān)鍵．