2010年10月,湖北省第十三届运动会将在我市举行,目前场馆的建设已基本完成,如图是建筑工地上常见的起重设备--“塔吊”,其部分技术参数如下表所示.
吊臂前端起重质量m起/kg | 700 |
最大起重质量mmax/kg | 3000 |
最大提升速度Vmax/(m.s-1) | 0.7 |
独立使用高度h/m | 30.5 |
平衡块质量m平/kg | 6000 |
总功率P/KW | 24 |
(2)该“塔吊”将重为1×104N的建筑材料以最大提升速度吊起7m,“塔吊”对建筑材料做了多少有用功?如果“塔吊”的实际总功率为14KW,“塔吊”的机械效率是多少?
解:(1)起重机一次吊起的最大材料重:
G=mg=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,吊起的建筑材料重最大时,建筑材料到塔的距离最近;
(2)①起重机吊起建筑材料做的有用功:
W有用=Gh=1×104N×7m=7×104J;
②起重机的工作时间:
t===10s;
起重机做的总功:
W总=Pt=14×103W×10s=1.4×105J;
起重机的机械效率:
η===50%.
答:(1)该“塔吊”一次最多能吊起3×104N的建筑材料;吊起的建筑材料达到最大起重质量时,建筑材料到塔的距离最近;
(2)“塔吊”对建筑材料做了7×104J,“塔吊”的机械效率是50%.
(1)吊起的建筑材料最大质量是已知的,根据G=mg求出吊起建筑材料的重力;
根据杠杠的平衡条件F1L1=F2L2可以判断出建筑材料到塔的距离是最近还是最远;
(2)起重机是克服物体的重力做功,起重机的有用功W有用=Gh;
起重机最大的提升速度是0.7m/s,吊起的高度时7m,根据t=求出起重机做功的时间;起重机的功率也是已知的,根据W总=Pt,求出起重机的总功;知道了有用功和总功,根据η=求出起重机的机械效率.
点评:本题考查了学生对重力计算、功的计算、效率的计算,本题的难点是建筑材料到塔距离的判断,要利用好杠杆的平衡条件.
物理学习经验分享:滑轮组:n个定动一根绳,定出2n变力方,如要2n多一股,动出多省方不变。