Question

8．有一臺電動起重機(jī)，電動機(jī)的電功率是2.5×10³W，它在30秒內(nèi)將質(zhì)量為1.5t的大石頭沿豎直方向勻速提升2m．
（1）大石頭的重力是多少N？（g取10N/kg）
（2）起重機(jī)提升大石頭消耗的電能是多少？
（3）起重機(jī)提升大石頭的效率是多少？
（4）寫出一條提高起重機(jī)效率的合理建議：改進(jìn)起重機(jī)結(jié)構(gòu)，減小動滑輪重力．

Answer 1

分析 （1）利用G=mg計算大石頭的重力；
（2）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出起重機(jī)消耗的電能，
（3）知道石塊的重力和上升的高度，根據(jù)W=Gh求出起重機(jī)提升石頭做的有用功，利用效率公式求出機(jī)械效率；
（4）在有用功不變的情況下，減小額外功，從而提高起重機(jī)的效率．

解答 解：（1）大石頭的重力：
G=mg=1.5×10³kg×10N/kg=1.5×10⁴N；
（2）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得，起重機(jī)提升大石頭消耗的電能：
W_總=Pt=2.5×10³W×30s=7.5×10⁴J；
（3）起重機(jī)提升石頭做的有用功：
W_有=Gh=1.5×10⁴N×2m=3×10⁴J，
起重機(jī)提升大石頭的效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3×1{0}^{4}J}{7.5×1{0}^{4}J}$×100%=40%．
（4）提高機(jī)械效率的方法：①改進(jìn)起重機(jī)結(jié)構(gòu)，減小動滑輪重力；②經(jīng)常保養(yǎng)，加潤滑油，減小摩擦；③減小電動機(jī)內(nèi)部導(dǎo)線電阻等．
答：（1）大石頭的重力是1.5×10⁴N；
（2）起重機(jī)提升大石頭消耗的電能是7.5×10⁴J；
（3）起重機(jī)提升大石頭的效率是40%．
（4）改進(jìn)起重機(jī)結(jié)構(gòu)，減小動滑輪重力．

點(diǎn)評 本題考查了做功公式、電功公式、效率公式的應(yīng)用，以及提高機(jī)械效率的方法，涉及到物理知識的實(shí)際應(yīng)用，知識點(diǎn)多，屬于中檔題．