Question

17．效率為50%的電動(dòng)吊鉤機(jī)提升貨物（如圖甲），在5s內(nèi)將貨物從A點(diǎn)勻速豎直移動(dòng)到B點(diǎn)，再?gòu)腂點(diǎn)勻速水平移動(dòng)10s到C點(diǎn)，所用時(shí)間及各點(diǎn)間距離如圖乙所示；吊鉤機(jī)從A點(diǎn)提升貨物到B點(diǎn)時(shí)對(duì)貨物的拉力F功率為4kW，求：

（1）從A到B過(guò)程，拉力F做了多少功？
（2）從A到B過(guò)程，消耗多少電能？
（3）從B到C過(guò)程，在方框圖內(nèi)畫(huà)出貨物運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力示意圖（以“黑點(diǎn)”代表物體）．
（4）貨物受到的重力多大？

Answer 1

分析 （1）已知吊鉤機(jī)從A點(diǎn)提升貨物到B點(diǎn)時(shí)對(duì)貨物的拉力F功率為4kW，所用時(shí)間為5s，利用W=Pt可求得拉力F做了多少功；
（2）已知效率為50%的電動(dòng)吊鉤機(jī)提升貨物，利用η=$\frac{W}{{W}_{電}}$可求得從A到B過(guò)程，消耗多少電能；
（3）首先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后再?gòu)牧Φ淖饔命c(diǎn)沿力的作用線(xiàn)作出物體受力的示意圖
（4）根據(jù)（1）求得的拉力做功，利用W=Fs可求得拉力，在豎直方向物體的重力和向上的拉力，它們是一對(duì)平衡力．

解答 解：（1）已知P=4kW=4000W，A點(diǎn)勻速豎直移動(dòng)到B點(diǎn)t=5s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，拉力F做功W=Pt=4000W×5s=2×10⁴J，
（2）由η=$\frac{W}{{W}_{電}}$可得，從A到B過(guò)程，消耗電能W_電=$\frac{W}{50%}$=$\frac{2×1{0}^{4}J}{50%}$=4×10⁴J；
（3）從B到C過(guò)程，處于平衡狀態(tài)，受平衡力作用；
在水平方向上不受力，在豎直方向上受：向下的重力和向上的拉力，它們是一對(duì)平衡力，從物體車(chē)的重心沿力的作用線(xiàn)作出各力的示意圖，如圖所示：

（4）由W=Fs可得，F(xiàn)=$\frac{W}{s}$=$\frac{2×1{0}^{4}J}{2m}$=1×10⁴N，
由于貨物是勻速被拉力F提起，所以G=F=1×10⁴N．
答：（1）從A到B過(guò)程，拉力F做了2×10⁴J功；
（2）從A到B過(guò)程，消耗4×10⁴J電能；
（3）見(jiàn)上圖；
（4）貨物受到的重力為1×10⁴N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查力的示意圖、做功的計(jì)算，機(jī)械效率的計(jì)算等，重在讀懂題意、看清圖示，找好對(duì)應(yīng)的物理量和合適的物理公式較為關(guān)鍵．