[题目]“塔吊是北海新城区建设中随处可见的一种起重设备.图甲所示是某塔吊的工作示意图.AO是塔吊的平衡臂.BO是塔吊的吊臂.C为可控制移动的滑轮组小车.可在B点到O点间移动.AO长4m.BO长26m.AB可绕O点在一定的范围内上下倾斜.已知A端配重物的质量为5t.塔吊利用工作电压为380V.额定功率为10kW的电动机带动滑轮组� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】“塔吊”是北海新城区建设中随处可见的一种起重设备，图甲所示是某塔吊的工作示意图，AO是塔吊的平衡臂，BO是塔吊的吊臂，C为可控制移动的滑轮组小车，可在B点到O点间移动，AO长4m，BO长26m，AB可绕O点在一定的范围内上下倾斜，已知A端配重物的质量为5t，塔吊利用工作电压为380V、额定功率为10kW的电动机带动滑轮组来吊升工地的建筑材料．问：
（1）从安全角度出发，起吊时应尽量使吊臂水平平衡，在一次匀速吊升钢材时塔吊的吊臂如图乙所示，则滑轮组小车C应向移动（选填“左”或“右”），这是根据原理．
（2）将质量为2t的钢材以0.5m/s的速度竖直向上匀速提起，经1min到达施工楼层后再水平移动20m将钢材送到施工点，此过程中塔吊拉力对钢材所做的功是多少？
（3）此塔吊某次吊升钢材时，施工人员移动滑轮组小车C到达离O点16m处，使吊臂和平衡臂刚好处于水平平衡，电动机在额定功率下竖直向上匀速吊升钢材到某高度，此时电动机将电能转化为机械能的效率为75%，则钢材上升过程中的速度是多大？（吊臂、平衡臂、滑轮组的质量及摩擦力忽略不计）

【答案】
（1）向右；杆杆原理
（2）由v= 得，在上升过程中，移动的距离s=vt=0.5m/s×60s=30m，

塔吊对钢材所做的功W1=Gh=mgh=2×103kg×10N/kg×30m=6×105J；

在水平移动的过程中，在拉力的方向上没有移动距离，不做功，W2=0J

答：此过程中塔吊拉力对钢材所做的功是6×105J

（3）配重的重力G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N，

吊臂和平衡臂刚好处于水平平衡时，GL1=FL2，5×104N×4m=F×16m，F=1.25×104N，

由P= 得，W=Pt，电动机将电能转化为机械能的效率为75%，即机械功率是电功率的75%，

机械功率为：P=P电×75%=10kW×75%=7.5kW=7500W，

由P= ，W=Fs得，v= = =0.6m/s

答：则钢材上升过程中的速度是0.6m/s

【解析】起吊时应尽量使吊臂水平平衡，根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2 ，左端下沉，应增加右端力和力臂的乘积，所以滑轮组小车应向右移动
【考点精析】关于本题考查的杠杆的平衡条件和功的计算，需要了解杠杆平衡：杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，称为杠杆平衡．杠杆平衡是力和力臂乘积的平衡，而不是力的平衡．杠杆平衡的条件：动力 ×动力臂 = 阻力 ×阻力臂即：F1 L1 = F2 L2可变形为：F1 / F2 = L1 / L2；功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功，功的单位就是牛· 米．叫作焦耳．即：1 J = 1N·m才能得出正确答案．

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