Question

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10 N/kg）

（1）为保持平衡，起重臂的长度越长，配备的平衡重的质量应越        。

（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，定滑轮a的作用是        。若钢丝绳能承受的最大拉力为3×10⁴ N，则能吊起货物的质量不能超过多少?

（3）若将1．2×10⁴ N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，则此过程克服货物重力做功多少焦？

（4）若该起升电动机的效率为90%，将重为1．2×10⁴ N的货物提升到30 m的高度，用时50 s，则该起升电动机的实际功率是多少?

Answer

（1）大；（2）改变力的方向；能吊起货物的质量不能超过6000kg；

（3）此过程中克服货物重力做功3．6×105J；（4）该起升电动机的实际功率是8000W．

【解析】

试题分析：（1）由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2（动力×动力臂=阻力×阻力臂）可得：，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；

（2）图示中滑轮a为定滑轮，其作用是改变用力的方向；

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：；

（3）W=Fs=Gh=1．2×104N×30m=3．6×105J，

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）有用功W有用=Gh=1．2×104N×30m=3．6×105J，

总功，

实际功率．

答：（1）大；（2）改变力的方向；能吊起货物的质量不能超过6000kg；（3）此过程中克服货物重力做功3．6×105J；（4）该起升电动机的实际功率是8000W．

考点：重力的计算；杠杆的应用；功的计算．