Question

【题目】如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装（动滑轮重、绳重及摩擦不计、g取10N/kg）．
（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越（选填“大”或“小”）．
（2）①图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，定滑轮a的作用是什么？ ②若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的质量不能超过多少千克？

（3）若将重为1.5×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升10m，再沿水平方向移动20m，则此过程中钢丝绳做功多少焦？
（4）若该提升电动机的效率为90%，将重为1.2×104N的货物匀速提升到30m的高度，用时50s，则该提升电动机的实际功率是多少瓦？

Answer 1

【答案】
（1）大
（2）①改变力的方向|解：图示中滑轮a为定滑轮，其作用是改变用力的方向；

②由题意可知该滑轮组承担总重的绳子有2段，故G=2F=3×104牛×2=6×104牛

由G=mg可得：m= = =6000千克；

（3）解：W=Fs=Gh=1.2×104牛×30米=3.6×105焦，

由于水平移动时，重力方向上没移动距离，故水平移动过程中重力没做功；

（4）解：有用功W有用=Gh=1.2×104牛×30米=3.6×105焦，

总功W总= = =4×105焦，

实际功率P= = =8000W．

【解析】解：（1）由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2（动力×动力臂=阻力×阻力臂）可得：F2= ，由此可知当阻力臂和动力不变时，阻力与动力臂成正比；即动力臂越大，阻力越大；动力臂越小，阻力越小．故为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越大；
【考点精析】解答此题的关键在于理解定滑轮及其工作特点的相关知识，掌握使用定滑轮时不省力，也不多移动距离也不少移动距离，但能改变用力的方向，以及对功的计算的理解，了解功的计算公式：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．