Question

如圖所示，在建筑工地上有一臺(tái)塔式起重機(jī)，其部分技術(shù)參數(shù)如下表所示．

吊臂遠(yuǎn)端起重質(zhì)量（㎏）	700
最大起重質(zhì)量（㎏）	3000
最大提升速度（m/s）	0.6
獨(dú)立使用高度（m）	30.5
平衡塊質(zhì)量（㎏）	6000

（1）該起重機(jī)一次最多能吊起的建筑材料重力為多少N？吊起的建筑材料達(dá)到最大起重量時(shí)，建筑材料到豎直塔的距離是近端還是遠(yuǎn)端？
（2）該起重機(jī)將重為2×10⁴N的建筑材料以最大提升速度吊起6m，起重機(jī)對(duì)建筑材料做了多少有用功？如果起重機(jī)的實(shí)際總功率為25kW，起重機(jī)的機(jī)械效率是多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）吊起的建筑材料最大質(zhì)量是已知的，根據(jù)G=mg求出吊起建筑材料的重力；根據(jù)杠杠的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可以判斷出建筑材料到塔的距離是最近還是最遠(yuǎn)；
（2）起重機(jī)是克服物體的重力做功，起重機(jī)的有用功W_有用=Gh；
起重機(jī)最大的提升速度是0.6m/s，吊起的高度時(shí)6m，根據(jù)t=求出起重機(jī)做功的時(shí)間；起重機(jī)的功率也是已知的，根據(jù)W_總=Pt，求出起重機(jī)的總功；知道了有用功和總功，根據(jù)η=求出起重機(jī)的機(jī)械效率．
解答：解：（1）起重機(jī)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；
根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，平衡塊質(zhì)量和平衡塊到塔的距離一定時(shí)，吊起的建筑材料質(zhì)量為最大時(shí)，建筑材料到塔的距離最近；
（2）①起重機(jī)吊起重為2×10⁴N的建筑材料時(shí)，
做的有用功W_有用=Gh=2×10⁴N×6m=1.2×10⁵J；
②起重機(jī)的工作時(shí)間：t===10s；
起重機(jī)做的總功W_總=Pt=25×10³W×10s=2.5×10⁵J；
起重機(jī)的機(jī)械效率η=×100%=×100%=48%．
答：（1）起重機(jī)吊起的建筑材料的重力為3×10⁴N；吊起的建筑材料達(dá)到最大起重量時(shí)，建筑材料到塔的距離是最近的；
（2）起重機(jī)做的有用功為1.2×10⁵J；起重機(jī)的機(jī)械效率為48%．
點(diǎn)評(píng)：重力和機(jī)械效率的計(jì)算是中考必考的知識(shí)點(diǎn)；此題的難點(diǎn)是建筑材料到塔距離的判斷，根據(jù)杠桿的平衡條件來(lái)分析．