Question

“塔吊”是建筑工地上常見(jiàn)的起重設(shè)備，某建筑工地現(xiàn)正在使用“塔吊”進(jìn)行作業(yè)，如圖所示。“塔吊”有一水平臂AB，其中AO叫平衡臂，OB叫吊臂。C為可移動(dòng)的滑輪組，C移動(dòng)的范圍是從O點(diǎn)到B點(diǎn)。利用“塔吊”可將很重的水泥板方便地吊起并安放到工作區(qū)域內(nèi)。

（1）在“塔吊”勻速提升水泥板的過(guò)程中，水泥板的動(dòng)能將     （選“變大”、“變小”或“不變”，下同），機(jī)械能將     。
（2）假設(shè)“塔吊”配置的電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有：額定電壓380V，額定功率38kW。在一次吊起水泥板時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作20s，該電動(dòng)機(jī)在這次吊起重物的過(guò)程中消耗了多少電能？
（3）若20s內(nèi)“塔吊”將重1.25×10⁴N的水泥板勻速提高了4m，如果機(jī)械做的額外功是3×10⁴J，該“塔吊”的機(jī)械效率是多少?
（4）若“塔身”的寬度、鐵架和滑輪組所受重力及摩擦均不計(jì)，A端所裝配重質(zhì)量一定。在機(jī)器安全工作的范圍內(nèi)，要想使吊起水泥板的質(zhì)量增大，應(yīng)采取什么措施？

Answer 1

（1）不變；變大；
（2）該電動(dòng)機(jī)在這次吊起重物的過(guò)程中消耗的電能為7.6×10⁵J；
（3）“塔吊”的機(jī)械效率為62.5%；
（4）C點(diǎn)向O點(diǎn)靠近些（C點(diǎn)向左移動(dòng)一些，C點(diǎn)離B點(diǎn)遠(yuǎn)一些）。

試題分析：（1）勻速提升水泥板的過(guò)程中，水泥板的質(zhì)量和速度都不變，故動(dòng)能不變；隨著高度增大，重力勢(shì)能增大，而機(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能的和，所以機(jī)械能譜大；
（2）由于電動(dòng)機(jī)正常工作，消耗的功率等于額定功率，即P＝38kW＝3.8×10⁴W，工作時(shí)間t＝20s，所以電動(dòng)機(jī)消耗的電能為：
W＝Pt＝3.8×10⁴W×20s＝7.6×10⁵J。
（3）W_有用＝G₂h＝1.25×10⁴N×4m＝5×10⁴J，
η＝×100%＝×100%
＝×100%＝62.5%。
（4）由于A端力和力臂不變，故乘積為定值，根據(jù)和C點(diǎn)受力增大可知，應(yīng)減小力臂，即C點(diǎn)向O點(diǎn)靠近些（C點(diǎn)向左移動(dòng)一些，C點(diǎn)離B點(diǎn)遠(yuǎn)一些）。
點(diǎn)評(píng)：本題考查了多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，有力學(xué)、電學(xué)的內(nèi)容及效率的計(jì)算，對(duì)于問(wèn)題多的題目應(yīng)，應(yīng)細(xì)心作答，把問(wèn)題細(xì)化，其實(shí)每一問(wèn)都是很基本的內(nèi)容，所以認(rèn)真解題，難度并不大。