在新农村建设中,为将一批建材运到10m高的施工处,工人利用如图所示的滑轮组提升建材.装置中动滑轮重100N,工人每次匀速提升一箱重400N的建材,不计绳重和摩擦.试问: (1)每次提升

问题描述:

在新农村建设中,为将一批建材运到10m高的施工处,工人利用如图所示的滑轮组提升建材.装置中动滑轮重100N,工人每次匀速提升一箱重400N的建材,不计绳重和摩擦.试问:

(1)每次提升建材时的有用功、额外功各是多少,
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
(3)为加快施工进度,张师傅建议用电动机做动力替代入提升建材.为了安全,改装后每次可吊起四箱建材,建材匀速上升时的速度为0.4m/s.仓库中现有两台电动机,型号分别为“220V  0.8kW”、“220V  3kW”,请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理.

(1)每次提升建材时的有用功:
W=Gh=400N×10m=4000J,
不计绳重和摩擦,每次提升建材时的额外功:
W=Gh=100N×10m=1000J;
(2)W=W+W=4000J+1000J=5000J,
滑轮组的机械效率:
η=

W
W
×100%=
4000J
5000J
×100%=80%;
(3)提升四箱建材时的总功:
W′=W′+W′=4×4000J+1000J=17000J
将重物匀速提升至10m高处所需时间:
t=
s
v
=
10m
0.4m/s
=25s,
则提升四箱建材的总功率:
P=
W′ 
t
=
17000J
25s
=680W=0.68kW
故应选择型号为“220V  0.8kW”的电动机才能使配置更为合理.
答:(1)每次提升建材时的有用功为4000J、额外功为1000J;
(2)该滑轮组的机械效率是80%;
(3)选型号为“220V  0.8kW”的电动机才能使配置更为合理.