Question

座落在龙河广场的“商银双厦”是连云港市标志性高层建设，楼内安装的垂直降式电梯可以使人们方便上下．该电梯铭牌如下，其工作原理如图所示．在额定状态下试运行时，所载15人平均每人质量为60kg，测得电梯从一楼匀速上升到顶楼所需时间为40s，动滑轮和钢丝绳的重力及摩擦不计，g取10N/kg．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．

Answer

（1）欲求钢丝绳的拉力，要从两方面入手：①数出承重绳子的股数，②算出物重；那么拉力=；
（2）求滑轮组的机械效率，就要判断出哪些是有用功，哪些是总功；结合题意，总功是拉力所做的功，有用功是将15人从一楼匀速提升到顶楼所做的功，再计算它们的比值即可得到滑轮组的机械效率；
（3）此题可直接利用电功的计算公式：W=Pt来解，注意单位的统一．
【解析】
（1）已知：m人=15×60kg=900kg，m梯=600kg，则：
G物=（m人+m梯）g=1500kg×10N/kg=15000N，
由图知：滑轮组中，有三根绳子承重，故拉力：F=G物=5000N；
答：钢丝绳的拉力是5000N．
（2）W总=W有用+W额外=（m人+m梯）g•h；W有用=G人•h=m人g•h；
故滑轮组的机械效率：η=====60%；
答：该滑轮组的机械效率是60%．
（3）已知：P额=45kw=45000w，t=40s；
所以：W电=P额•t=45000w×40s=1.8×106J；
答：这个过程中，消耗的电能是1.8×106J．