建筑工地上,施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料(如图).绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6×103N,(1)不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦,一次最多能起吊多重的建筑材料?(2)实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4×103N的建筑材料,且将建筑材料1s内匀速吊起了1m,起重机的功率是多少?起重机的机械效率是多少?

问题描述:

建筑工地上,施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料(如图).绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6×103N,

(1)不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦,一次最多能起吊多重的建筑材料?
(2)实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4×103N的建筑材料,且将建筑材料1s内匀速吊起了1m,起重机的功率是多少?起重机的机械效率是多少?

(1)∵不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦,F=

1
3
G,
∴一次最多能起吊建筑材料的重力为:
G=3F=3×6×103N=1.8×104N;
(2)拉力移动距离s=3h=3×1m=3m,
拉力移动速度v=
s
t
=
3m
1s
=3m/s,
起重机的功率:
P=
W
t
=
Fs
t
=Fv=6×103N×3m/s=1.8×104W;
起重机的机械效率:
η=
W有用
W
×100%=
Gh
F3h
×100%=
G′
3F
×100%=
5.4×103N
3×6×103N
×100%=30%.
答:(1)一次最多能起吊1.8×104N的建筑材料;
(2)起重机的功率是1.8×104W;
起重机的机械效率是30%.
答案解析:(1)根据F=
1
3
G求出建筑材料的重力;
(2)根据s=3h求出拉力移动距离,根据v=
s
t
求出拉力的速度,根据P=
W
t
=
Fs
t
=Fv求出起重机的功率;根据η=
W有用
W
=
Gh
F3h
=
G
3F
求出机械效率.
考试点:滑轮组绳子拉力的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

知识点:本题关键:一是知道不计摩擦和滑轮重拉力F=
1
3
G,二是利用好推导公式P=
W
t
=
Fs
t
=Fv和η=
W有用
W
=
Gh
F3h
=
G′
3F