Question

(2010全國初中應(yīng)用物理知識競賽題)“手拉葫蘆”(如圖15所示)是一種攜帶方便、使用簡易的手動起重機(jī)械，廣泛用于工廠、工地、礦山、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等環(huán)境，用來完成起吊貨物等任務(wù)。其中HCB30型“手拉葫蘆”的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：

型號	HCB30	承載鏈條股數(shù)	（股）	2
最大承載質(zhì)量	(t)	3	鏈條直徑	(mm)	8
一次起升高度	(mm)	3	手拉輪直徑	(mm)	150
測試載荷	(kN)	37.5	承載輪直徑	(mm)	50
最小凈空高度	（mm）	470	凈重	（kg）	21.7
最大載荷所需拉力	(N)	360	毛重	（kg）	22.3

注：“一次起升高度”是指，成年人在站立狀態(tài)，用左、右兩手交替拉動手拉鏈條進(jìn)行正常起重操作的過程中，左手或右手下拉一次（按30cm計(jì)），所吊重物上升的高度。

承載輪上所纏的承載鏈條較粗且兩端固定，而手拉輪上所纏的手拉鏈條較細(xì)且構(gòu)成一個(gè)完整的環(huán)。工作過程中，手拉鏈條、承載鏈條在輪上都不打滑。其纏繞情況如圖16示。(取g=10N/kg)

1．根據(jù)題目中提供的相關(guān)信息，通過計(jì)算， 析判斷HCB30型“手拉葫蘆”的手拉輪與承載輪是否是一個(gè)共軸的輪軸？

2.計(jì)算該型“手拉葫蘆”在滿載的情況下正常工作時(shí)的機(jī)械效率。

Answer 1

解析：1.設(shè)手拉輪與承載輪是一個(gè)共軸的輪軸，則用手拉動手拉鏈條一次，鏈條移動的距離H與承載輪收回鏈條的長度h應(yīng)滿足=

此過程中重物上升的高度s=h2==5cm

因重物實(shí)際一次起升高度為s₀=3mm，即s¹ s₀，所以此“手拉葫蘆”的手拉輪與承載輪不是一個(gè)共軸的輪軸。

2.該型號“手拉葫蘆”在滿載的情況下正常工作時(shí)，用手下拉一次手拉鏈條的過程中，

人對“手拉葫蘆”做功：W_人=FH=360×30×10^-2J=108J,

 “手拉葫蘆”對重物做功：W_機(jī)=Gs₀=3×10³×10×3×10^-3J=90J，

“手拉葫蘆”的機(jī)械效率：h=×100%=×100%=83.3%。