Question

如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏．当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安．
（1）如果起重臂加长，那么平衡块质量应该______（填“增加”或“减小”）．
（2）请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率（保留小数到0.1%）．

Answer 1

解：（1）如果起重臂加长，动力臂增大，动力不变，阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得，平衡重力增大，平衡块质量增加．
（2）G=mg=500kg×10N/kg=5000N，
W_有=Gh=5000N×20m=1.0×10⁵J，
W_电=UIt=380V×18A×20s+380V×5A×8s=1.368×10⁵J+1.52×10⁴J=1.52×10⁵J，
η==≈65.8%．
答：（1）增加；（2）钢绳对重物做功1.52×10⁵J，起重机电能转化成机械能的效率是65.8%．
分析：（1）根据杠杆平衡条件，动力和阻力臂不变，动力臂增大，阻力增大．
（2）知道物体的质量求出重力，知道物体升高的高度，求出有用功；把物体升高和平移过程中，都消耗电能，根据W=UIt求出消耗的总电能；根据机械效率公式求出机械效率．
点评：配重物体在电线杆上也应用很广泛，根据杠杆平衡条件进行判断．