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中国移动公司的抢险队作为第一支到达灾区的移动通信抢险队,队员们用鲜血和生命架起了一条条抗震救灾的无形生命线,为抗震救灾提供了强有力的通信保障.如图13所示,在通讯线路的抢修现场,起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上,其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的,若每箱设备均重4000N,施工台距地面的高度为3m,如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时,动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N,在忽略钢绳重和摩擦的情况下.
(1)起重机提升一箱设备时,对箱子做的有用功是多少?
(2)动滑轮在提升这箱设备时的机械效率多大?
(3)在安全操作的前提下,为了节省时间,加快施工进度,起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台,求这种情况下,动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大?

解:(1)对箱子所做的有用功W有用=Gh=4000N×3m=1.2×104J.
答:对箱子做的有用功是1.2×104J.
(2)钢绳自由端移动的距离S=2h=2×3m=6m
总功:W=Fs=2500N×6m=1.5×104J.
机械效率:η=×100%=×100%=80%.
答:动滑轮在提升这箱设备时的机械效率为80%.
(3)提升一箱重物时F=
动滑轮重:G=2F-G=2×2500N-4000N=1000N.
提升两箱重物时绳子自由端的拉力
F′==4500N
拉力的功率:P==F′V=4500N×0.1m/s×2=900W.
答:钢绳自由端拉力的功率为900W.
分析:已知每箱设备重和提升高度可求做的有用功,已知每段钢绳拉力可求总拉力,绳子段数已知,可求拉力的距离,从而求出总功,有用功除以总功就是机械效率,根据总重和物体重求出滑轮重,从而求出提升两箱重物时绳子自由端的拉力,已知速度可求功率.
点评:本题考查功和功率的计算,有用功和总功的计算,机械效率的计算.考查面较广.
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科目:初中物理 来源: 题型:

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(1)起重机提升一箱设备时,对箱子做的有用功是多少?
(2)动滑轮在提升这箱设备时的机械效率多大?
(3)在安全操作的前提下,为了节省时间,加快施工进度,起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台,求这种情况下,动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大?

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