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建筑工地上,施工人员用起重机吊起建筑材料,如图所示,每件材料重均为3000N,施...

建筑工地上,施工人员用起重机吊起建筑材料,如图所示,每件材料重均为3000N,施工台距离地面的高度h为3m.起重机沿竖直方向匀速提升一件材料时,钢绳的拉力F为2000N,不计钢绳重和摩擦.求:

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(1)起重机提升一件材料时,对材料做的有用功是多少?

(2)滑轮组在提升这件材料时的机械效率是多大?

(3)在施工安全的前提下,为了加快施工进度,起重机同时将两件材料在15s内匀速提到施工台上.求钢绳自由端拉力F的功率是多大?

 

(1)起重机提升一件材料时,对材料做的有用功是9000J; (2)滑轮组在提升这件材料时的机械效率是75%; (3)在施工安全的前提下,为了加快施工进度,起重机同时将两件材料在15s内匀速提到施工台上.求钢绳自由端拉力F的功率是1400W. 【解析】 试题分析:(1)知道物体的重力和提升的高度,根据公式W有用=Gh求出起重机对材料做的有用功; (2)图中使用的是动滑轮,拉力通过的距离s=2h,已知拉力,根据公式W总=Fs求出起重机所做的总功,根据公式η=求出滑轮组在提升这件材料时的机械效率; (3)不计钢绳重和摩擦,起重机只对动滑轮做额外功,即额外功不变,根据公式W外=W总﹣﹣W有求出滑轮组的额外功,根据公式W有用=Gh求出起重机提升两件材料时做的有用功;根据公式:W总=W有+W外计算出此时的总功;最后根据公式P=求出钢绳自由端拉力F的功率. 【解析】 (1)∵G=3000N,h=3m, ∴起重机做的有用功:W有=Gh=3000N×3m=9000J; (2)∵F=2000N,s=2h=2×3m=6m, ∴滑轮组提升材料所做的总功:W总=Fs=2000N×6m=12000J; 滑轮组在提升这件材料时的机械效率η==×100%=75%; (3)∵不计钢绳重和摩擦,起重机只对动滑轮做额外功 ∴W外=W总﹣W有=12000J﹣9000J=3000J 起重机提升2件材料做的有用功:W有′=G′h=6000N×3m=18000J; 起重机提升2件材料拉力做的功:W总′=W有′+W外=18000J+3000J=21000J; 起重机提升2件材料拉力的功率:P===1400W. 答: (1)起重机提升一件材料时,对材料做的有用功是9000J; (2)滑轮组在提升这件材料时的机械效率是75%; (3)在施工安全的前提下,为了加快施工进度,起重机同时将两件材料在15s内匀速提到施工台上.求钢绳自由端拉力F的功率是1400W. 【点评】本题考查了有用功、总功、机械效率和功率的计算,是一道综合性题目,有一定难度.  
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(3)闭合开关S的情况下,S1断开与闭合时电路中的电功率之比.

 

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(2)圆柱体浸没在水中后所受浮力F=      N;

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(4)比较      图可得:当圆柱体浸没在水中继续下沉的过程中,受到的浮力不变;

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(4)若将这样的两个小灯泡串联后接在电压为3V的电源两端,则此时两个小灯泡的总功率为      W.

 

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