在建筑工地上,用起重機(jī)吊臂上的滑輪組吊起建筑材料(如圖所示).繞在滑輪組上的鋼絲繩最大拉力為6×103 N.試求:
(1)不計(jì)滑輪、吊鉤、鋼絲繩的自重及摩擦,一次最多能夠吊起多少牛頓重的建筑材料?
(2)實(shí)際使用該滑輪組最多只能吊起5.4×103 N的建筑材料,且將建筑材料1s內(nèi)勻速吊起了1m,起重機(jī)的功率是多少?
(3)這時(shí)滑輪組的機(jī)械效率?

【答案】分析:(1)不計(jì)滑輪、吊鉤、鋼絲繩的自重及摩擦,用滑輪組提起物體時(shí),物體有幾段繩子承擔(dān),所用拉力就是物重的幾分之一.
(2)根據(jù)繩子的段數(shù),求出物體升高1m時(shí),繩子自由端移動(dòng)的距離.
知道最大拉力和繩子自由端移動(dòng)的距離,求出總功,又知道提起物體的時(shí)間,求出功率.
(3)知道物重、物體升高的距離、總功,求出機(jī)械效率.
解答:解:(1)物體有3段繩子承擔(dān),所用拉力就是物重的三分之一,所以,F(xiàn)=G,所以G=3F=3×6×103N=1.8×104N.
(2)物體有3段繩子承擔(dān),所以s=3h=3×1m=3m,
繩子的最大拉力是6×103N,
總功為:W=Fs=6×103N×3m=1.8×104J,
P===1.8×104W.
(3)W=Gh=5.4×103N×1m=5.4×103J,
η===30%.
答:(1)不計(jì)滑輪、吊鉤、鋼絲繩的自重及摩擦,一次最多能夠吊起1.8×104N重的建筑材料.
(2)實(shí)際使用該滑輪組最多只能吊起5.4×103 N的建筑材料,且將建筑材料1s內(nèi)勻速吊起了1m,起重機(jī)的功率是1.8×104W.
(3)這時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是30%.
點(diǎn)評(píng):起重機(jī)是建筑工程中常用的工具,利用起重機(jī)考查了有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算.
本題要注意的問(wèn)題是,起重機(jī)的功率是指起重機(jī)的總功率,學(xué)生容易認(rèn)為是有用功率.
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求:(1)拉力F;(2)拉力做功的功率;(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率.

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