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电动机通过一绳子吊起质量为8kg的物体,绳的拉力不能超过120N.电动机的功率不...

电动机通过一绳子吊起质量为8kg的物体,绳的拉力不能超过120N.电动机的功率不能超过1200W,要将此物体由静止起吊用最快方式吊高90m(已知此物体在被吊高接近90m时已开始以最大速度匀速上升),所需时间为多少?
吊绳先以最大的拉力工作,可知物体先做匀加速直线运动,当电动机达到最大功率,功率不变,速度增大,拉力减小,即物体做加速度减小的加速运动,当加速度减小到0,速度达到最大.所以拉力等于重力速度最大,然后匀速运动,全过程分两过程,第一阶段匀加速直线运动,根据匀变速运动求出时间,第二阶段加速度减小的加速运动,根据动能定理求出时间. 【解析】 第一阶段以最大拉力拉着物体匀加速上升,当电动机达到最大功率时,功率保持不变,物体变加速上升,速度增大,拉力减小,当拉力与重力相等时速度达到最大. 此时有:Pm=mgVm 代入数据解得Vm==m/s=15m/s 对于第一段匀加速,加速度设为a,末速设为v1,上升高度h1,则有: Fm-mg=ma Pm=Fmv1 V1=a1t1 h1=t1 代入数据解得:v1=10m/s,t1=2s,h1=10m 第二段,以最大功率上升,由动能定理得:Pmt2-mg(h-h1)= 解得t2=5.75s 所以吊起落水物体所用总时间为t=t1+t2=7.75s 故这一过程所用的时间为7.75s.
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考点分析:
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U/V0.000.400.801.201.602.00
I/A0.000.100.180.280.380.48
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A.电流表A1(量程0.6A,内阻约为1.0Ω)
B.电流表A2(量程3A,内阻约为0.1Ω)
C.电压表V1(量程3V,内阻3kΩ)
D.电压表V2(量程15V,内阻15kΩ)
E.滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(阻值0~2kΩ,额定电流0.5A)
(1)除长约14cm的中华绘图2B铅笔芯、稳压直流电源E(6V)、开关和带夹子的导线若干外,还需选用的其它器材有______(填选项前字母);
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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