Question

坐落在靖江市中心的世纪联华超级购物中心，楼内安装的垂直升降式电梯可以使人们方便的上下．该楼梯铭牌如下，其工作原理如图所示．在额定状态下试运行时，所载15人平均每人的质量是60kg，测得电梯从一楼匀速上升到顶楼所需的时间为40s．动滑轮和钢丝绳的重力及摩擦不计．
求：
（1）钢丝绳的拉力；
（2）滑轮组的机械效率
（3）这个过程中消耗的电能．

额定载客        15人 自重（质量）    600kg 电动机额定功率  45kw 额定电压        380V

Answer

（1）由滑轮组结构可以看出承担物重的绳子股数n=3，由原理图得出升降机装载最大质量和自身质量，利用重力公式求总重，动滑轮和钢丝绳的重力及摩擦力均忽略不计，利用F=G求拉力大小；
（2）做的有用功就是把人提升所做的功，总功就是钢丝绳拉力所做的功，前者占后者的百分比就是机械效率，可利用公式η====求出机械效率；
（3）根据公式W=Pt，从铭牌中找出电动机的额定功率，可利用公式W=Pt计算出消耗的电能．
【解析】
（1）由图知，n=3，
人和电梯总重：
G=mg=（600kg+15×60kg）×9.8N/kg=14700N，
∵动滑轮和钢丝绳的重力及摩擦不计，
∴F拉=G=×14700=4900N；
（2）滑轮组的机械效率：
η======60%；
（3）在额定状态下试运行，则这个过程中消耗的电能：
W电=P额t=45kW×h=0.5KW•h．
答：（1）钢丝绳的拉力为4900N；
（2）滑轮组的机械效率为60%； 
（3）这个过程中消耗的电能为0.5KW•h．