Question

建筑工地上常用電動(dòng)機(jī)通過“龍門吊”提升重物，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)繞有鋼索的輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與鋼索相連的重物就被勻速提升，如圖所示．如果輪軸的周長(zhǎng)L=40cm，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)輪軸每秒鐘轉(zhuǎn)1圈，被提升的重物質(zhì)量m=600Kg，電動(dòng)機(jī)的電功率P=4KW，g=10N/Kg求：
（1）在1min內(nèi)重物被提升的高度；
（2）在1min內(nèi)鋼索對(duì)重物所做的功；
（3）這套設(shè)備的機(jī)械效率為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）先計(jì)算輪軸在1min內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，已知輪軸的周長(zhǎng)，可求物體升高的高度．
（2）已知物體的質(zhì)量和升高的高度，根據(jù)公式W=Gh可求鋼索對(duì)重物做的功．
（3）已知電動(dòng)機(jī)的電功率和所用的時(shí)間，電動(dòng)機(jī)在1min消耗的電能根據(jù)公式W=Pt可求．
（4）鋼索對(duì)重物做功為有用功，與電動(dòng)機(jī)在1min內(nèi)所做的功為總功，機(jī)械效率等于有用功與總功的比值．
解答：解：（1）輪軸在1min內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)N=nt=1×60=60轉(zhuǎn)，
故重物上升的高度h=NL=60×0.4m=24m．
答：在1min內(nèi)重物被提升的高度為24m．
（2）鋼索對(duì)重物做功W=mgh=600kg×10N/kg×24m=1.44×10⁵J．
答：在1min內(nèi)鋼索對(duì)重物所做的功為1.44×10⁵J．
（3）電動(dòng)機(jī)在1min消耗的電能W_總=Pt=4000W×60s=2.4×10⁵J，
故該裝置的機(jī)械效率η==60%．
答：這套設(shè)備的機(jī)械效率為60%．
點(diǎn)評(píng)：本題考查物體升高高度做功、消耗電能和機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，重點(diǎn)是根據(jù)輪軸的周長(zhǎng)計(jì)算物體升高的高度，難點(diǎn)是計(jì)算機(jī)械效率的計(jì)算，知道鋼索對(duì)重物做功是有用功，電動(dòng)機(jī)在1min消耗的電能所做的功為總功．