Question

“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备．如图所示的“塔吊”用到的简单机械有：________，用此“塔吊”将0.8t的钢材竖直匀速吊起8m高，钢绳的拉力为5000N，则滑轮组的机械效率是________．若用此“塔吊”将1t的钢材匀速提高1m，滑轮组做________J的功．（不计摩擦和钢绳的重力）

Answer 1

滑轮和杠杆    78.4%    11960
分析：（1）实际“塔吊”是一个受力情况比较复杂的机械，本题对其作了理想化的处理，变成了一个杠杆，支点在O处，动力在C处，阻力力在可移动的E处；同时还用到了动滑轮；
（2）塔吊对钢材做的功是有用功W=Gh，求出总功W=Fs，根据η=求出机械效率．
（3）根据F=（G+G_动）求出动滑轮重，再根据F=（G+G_动）求出第二次的拉力，根据s=2h求出拉力移动距离，根据W=Fs求出滑轮组做的功．
解答：（1）实际“塔吊”是一个受力情况比较复杂的机械，本题对其作了理想化的处理，变成了一个杠杆，支点在O处，动力在C处，阻力力在可移动的E处；同时还用到了动滑轮；
（2）钢材的重力G=mg=800kg×9.8N/kg=7840N，
有用功W_有用=Gh=7840N×8m=62720J，
拉力移动距离s=2h=2×8m=16m，
拉力做的总功：W_总=Fs=5000N×16m=80000J，
机械效率：η=×100%=×100%=78.4%；
（3）∵不计摩擦和钢绳的重力，
∴F=（G+G_动）
∴动滑轮重G_动=2F-G=2×5000N-7840N=2160N，
第二次钢材的重力G′=m′g=1000kg×9.8N/kg=9800N，
第二次的拉力F′=（G′+G_动）=×（9800N+2160N）=5980N，
拉力移动距离：s′=2h′=2×1m=2m，
拉力做的总功：W_总′=F′s′=5980N×2m=11960J．
故答案为：滑轮和杠杆；78.4%；11960．
点评：本题通过塔吊考查了有用功、总功、机械效率、拉力的有关计算，综合性比较强，熟练运用公式F=（G+G_动）是解决此题的关键．