Question

電梯是高層住宅必備的交通工具。如圖甲所示是某種升降電梯工作原理圖，它由轎廂、對重、電動機、鋼絲繩、滑輪等部件連接組成，電動機和對重通過鋼絲繩分別給轎廂施加拉力，連接轎廂的兩根鋼絲繩非�？拷�，轎廂與對重的運動方向始終相反。對重的質(zhì)量為400kg，空轎廂的質(zhì)量是500kg，額定載重量是1000kg。某次電梯滿載上升時的v一t圖像如圖乙所示。不計鋼絲繩重力和一切摩擦。(g=10 N／kg)

(1)電梯勻速上升的高度是多少？

(2)電梯勻速運動階段，對重的重力做的功是多少？

(3)電梯勻速運動時，電動機鋼絲繩對轎廂拉力的功率是多少？

(4)簡述對重的作用。（至少兩條）

Answer 1

解：

 (1)由圖像可知v=2 m／s，勻速運動的時間t=6s，……………………………………1分

  電梯勻速上升的高度h,=vt=2 m／s×6 s=12 m…………………………………………2分

(2)對重的重力G_對重=m_對重g=400 kg×10 N/kg=4×l0³ N，對重下降高度h,=12 m，對重的重力做的功W_對重=G_對重h=4×l0³ N×12 m=4.8×10⁴ J……………………………………2分

(3)由平衡條件知，G_對重+F=G_轎廂+G_額定載重，故電動機鋼絲繩對轎廂的拉力

   F=G_轎廂+G_額定載重- G_對重=(1000+500-400)kg×10 N/kg=l.l×10⁴ N………………………2分

  電動機鋼絲繩對轎廂拉力的功率

  P = Fv =1.1×l0⁴ N×2 m/s=2.2×10⁴W……………………………………………………2分

(4)對重的作用：

    以其自身重力去平衡轎廂側(cè)所懸掛的重力，減小電動機輪與鋼絲繩之間的摩擦力，減小電動機的功率，延長鋼絲繩壽命等。（一條1分，其它答秦合理，即可得分）……2分

其它解法只要合理，同樣得分。