Question

【題目】如圖甲為塔式起重機簡易示意圖，塔式起重機主要用于房屋建筑中材料的輸送及建筑構件的安裝．（動滑輪重、繩重及摩擦不計，g取10N／kg）

（1）為保持平衡，起重臂的長度越短的塔式起重機，配備的平衡重的質量應越______（選填“大”或“小”）．

（2）圖乙為起重機鋼絲繩穿繩簡化示意圖，滑輪a的作用是_____．若鋼絲繩能承受的最大拉力為2.5×104N，則能吊起貨物的質量不能超過_____千克．

（3）若將重為2×104N的貨物由地面沿豎直方向勻速提升20m，再沿水平方向移動10m，則此過程鋼絲繩做功多少焦________?

（4）若該塔式電動機的效率為90％，將重為1.2×104N的貨物提升到30m的高度，用時50s，則該起升電動機的實際功率是多少瓦_________?

Answer 1

【答案】小 省力 5×103kg 4×105J 8×103W

【解析】

(1)由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可得： ，由此可知當阻力臂和動力不變時，阻力與動力臂成正比，即動力臂越大，阻力越大；動力臂越小，阻力越小，故為保持平衡，起重臂的長度越短的塔式起重機，配備的平衡重的質量應越小；

(2)圖示中滑輪a為動滑輪，其作用是省力，可以省一半的力；由題意可知該滑輪組承擔總重的繩子有2段，故G=2F=2.5×104N×2=5×104N，由G=mg可得：=5×103kg；

(3) 鋼絲繩做功:W=Fs=Gh=2×104N ×20m=4×105J，由于水平移動時，重力方向上沒移動距離，故水平移動過程中鋼絲繩沒做功；

(4) 電動機的有用功：W有用=Gh=1.2×104N×30m=3.6×105J，電動機的總功： =4×105J，電動機的實際功率： =8000W.