题文

如图所示，在建筑工地上有一台塔式起重机，其部分技术参数如下表所示． 吊臂远端起重质量（㎏） 700 最大起重质量（㎏） 3000 最大提升速度（m/s） 0.6 独立使用高度（m） 30.5 平衡块质量（㎏） 6000 （1）该起重机一次最多能吊起的建筑材料重力为多少N？吊起的建筑材料达到最大起重量时，建筑材料到竖直塔的距离是近端还是远端？ （2）该起重机将重为2×104N的建筑材料以最大提升速度吊起6m，起重机对建筑材料做了多少有用功？如果起重机的实际总功率为25kW，起重机的机械效率是多大？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）起重机一次吊起的最大起重建筑材料的重力G最大=m最大g=3000kg×10N/kg=3×104N； 根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，平衡块质量和平衡块到塔的距离一定时，吊起的建筑材料质量为最大时，建筑材料到塔的距离最近； （2）①起重机吊起重为2×104N的建筑材料时， 做的有用功W有用=Gh=2×104N×6m=1.2×105J； ②起重机的工作时间：t= s v = 6m 0.6m/s =10s； 起重机做的总功W总=Pt=25×103W×10s=2.5×105J； 起重机的机械效率η= W有用 W总 ×100%= 1.2×105J 2.5×105J ×100%=48%． 答：（1）起重机吊起的建筑材料的重力为3×104N；吊起的建筑材料达到最大起重量时，建筑材料到塔的距离是最近的； （2）起重机做的有用功为1.2×105J；起重机的机械效率为48%．

据专家权威分析，试题“如图所示，在建筑工地上有一台塔式起重机，其部分技术参数如下表..”主要考查你对  功的计算，滑轮（组）的机械效率，电功率的计算，杠杆的平衡条件  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算滑轮（组）的机械效率电功率的计算杠杆的平衡条件

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：滑轮（组）的机械效率

• 滑轮组的机械效率：
  

  有用功	W有用=Gh
  总功	W总=Fs W总=Gh+G动h (不计绳重，摩擦）
  额外功	W额外=W总-W有用 W额外=G动h (不计绳重，摩擦）
  机械效率	（n为承担重物绳的股数） (不计绳重,摩擦)

• 测量滑轮组的机械效率:
  ①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
  ②原理：η=
  ③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ；
  
  ④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。

• 提高滑轮组机械效率的方法:
  1．影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率；若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为。讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。