(2011•黔南州)建筑工地上,工人们需要将一堆建材运到10m高处.姜荣同学设计安装了如图所示的装置.装置中每个滑轮重l

1个回答

  • 解题思路:(1)知道一块建材重和提升的高度,利用功的公式求有用功;再利用速度公式求做功时间,利用功率的公式求工人提升建材时的有用功率.

    (2)知道拉力大小,求出拉力移动的距离,求出总功,再利用机械效率的公式求该装置的机械效率;

    (3)知道工人提升一块建材时的有用功率,根据表格中提供的信息,判断使用不同功率的电动机一次提升多少块建材最合适.

    (1)提升建材时所做的有用功:

    W有用=Gh=900N×10m=9000J;

    建材上升速度:

    v=[1/2 v拉 =

    1

    2×0.8m/s=0.4m/s

    建材上升所用时间:

    t=

    h

    v=

    10m

    0.4m/s=25s

    有用功功率:

    P有用=

    W有用

    t=

    9000J

    25s=360W

    (2)∵不计绳重和摩擦

    ∴人的拉力:

    F=

    G+G轮

    2=

    900N+100N

    2=500N

    绳子自由端移动的距离:

    s=2h=2×10m=20m

    人所做的总功:

    W=Fs=500N×20m=10000J

    动滑轮的机械效率:

    η=

    W有用

    W总×100%=

    9000J

    10000J×100%=90%

    (3)一次提升1块建材有用功功率为360W,一次提升8块建材,做功功率为2.88kW,选择3kW的电动机,效率最高;一次提升2块建材,做功功率为0.72kW,选择0.8kW的电动机,效率最高.

    答:(1)该工人提升建材时的有用功率是360W;

    (2)该装置的机械效率是90%;

    (3)选择3kW的电动机,一次提升8块建材,效率最高;选择0.8kW的电动机,一次提升2块建材,效率最高.

    点评:

    本题考点: 功率的计算;速度的计算;功的计算;滑轮(组)的机械效率.

    考点点评: 本题考查了速度的计算、功的计算、功率的计算、机械效率的计算,涉及到寻找合理的配置方法,知识点多,属于难题.

    注:

    第(1)题也可以用:W有用=Gh=900N×10m=9000J,

    P=Wt][Fs/t]=Fv=900N×[1/2]v拉=900N×[1/2]×0.8m/s=360N,

    ∴该工人提升建材时的有用功率是360W.