Question

如图甲所示的是一台汽车起重机的示意图，起重钩的升降使用的是滑轮组，如图乙所示．滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的．某次作业中，起重机将200Kg的货物由地面起吊到5m的高度，所用时间20s，钢丝绳的拉力F为800N，求起吊过程中：（g取10N/kg）
（1）起重机起吊货物的机械效率；
（2）卷扬机做功的功率；
（3）图丙为该起重机的铭牌，其中有一个重要参数是“最大额定起重量”．运用你学过的物理知识，分析说明起重设计时，该参数的确定需要考虑哪些因素？

Answer

（1）根据G=mg求出货物的重力，根据η====求出机械效率；
（2）根据s=3h求出拉力移动距离，根据W=Fs求出卷扬机做的总功，根据P=求出功率；
（3）起重机的最大额定起重量和起重机的质量、起重机的重心、卷扬机的最大拉力、钢丝承受的最大拉力、起吊臂的长度等有关．
【解析】
（1）货物的重力：G=mg=200kg×10N/kg=2000N，
起重机起吊货物的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%；
（2）拉力移动距离s=3h=3×5m=15m，
拉力做的总功：W总=Fs=800N×15m=12000J，
卷扬机的功率：P===600W；
（3）起重机的最大额定起重量和起重机的质量、起重机的重心、卷扬机的最大拉力、钢丝承受的最大拉力、起吊臂的长度等有关．
答：（1）起重机起吊货物的机械效率为83.3%；
（2）卷扬机做功的功率为600W；
（3）该参数的确定需要考虑起重机的质量、起重机的重心、卷扬机的最大拉力、钢丝承受的最大拉力、起吊臂的长度等因素．