Question

如图，是农村建房用的塔吊，用此塔吊可将砖等重物方便地运送楼上．如果用质量为30kg独轮车装砖块，一次可吊运270kg的砖块30s匀速运动到三楼，每层楼高3m，它使用的“380V　3KW”电动机．设一切摩擦不计，吊钩质量不计．回答以下问题：
（1）图中B是________（选填“定滑轮”或“动滑轮”）
（2）电动机外轮上装有电磁闸，电磁闸上的电磁铁在电动机通电转动时同时通电产生磁性，使电磁闸闸鼓放开；电动机不通电不转动时电磁铁不通电失去磁性，闸鼓在强弹簧作用下张紧，闸鼓抱紧电动机外轮，使电动机立即停止转动，其作用是________．
（3）试求塔吊一次做的有用功、总功、及整个塔吊的机械效率（g=10N/kg）．

Answer 1

解：（1）图中B滑轮的轮轴都是固定不动的，所以它们是定滑轮；
（2）电磁闸的作用是：电动机通电即转动，断电即停止，防止吊起重物下落，增加安全性；
（3）W_有用=Gh=270kg×10N/kg×6m=1.62×10⁴J；
∵
∴W_总=Pt=3×10³W×30s=9×10⁴J；
η=×100=×100=18%．
故答案为：（1）定滑轮；（2）电动机通电即转动，电动机断电即停止，防止吊起的重物下落，增加安全性；
（3）有用功为1.62×10⁴J；总功为9×10⁴J；机械效率为18%．
分析：（1）轮轴固定不动的滑轮是定滑轮，随物体一起运动的滑轮为动滑轮；
（2）从安全方面进行分析；
（3）利用公式W_有用=Gh和W_总=Pt分别求出有用功和总功；再利用公式η=×100%即可求出塔吊的机械效率．
点评：本题综合考查滑轮的分类、有用功、总功以及机械效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是利用W=Pt求物体做的总功，这也是本题的重点，解题过程中还要注意单位的换算．