Question

11．（1）一起重机将重为1.2×10⁴N的钢材竖直匀速提升2m后，又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做的功为2.4×10⁴J．
（2）一组抽水系统的总功率是1kW，它在1min内可以做6×10⁴ J的功，这些功可以把重3×10³ N的水抽上20m高的水塔上去，使水的机械（或重力势）能增大．

Answer 1

分析 （1）已知钢材的重力和提升的高度，根据W=Gh求出竖直提升钢材时所做的功；再根据做功的两个必要因素判断钢材在水平移动时起重机是否对它做功，可求出整个过程中起重机对钢材做的功；
（2）已知抽水系统的总功率和工作时间，根据P=$\frac{W}{t}$求出抽水系统在1min内所做的功，再根据W=Gh求出所抽水的重力；可从能量转化的角度分析水的能量变化情况．

解答 解：
（1）起重机竖直提升钢材时做的功：W=Gh=1.2×10⁴N×2m=2.4×10⁴J，
钢材沿水平方向匀速移动5m的过程中，拉力方向竖直向上，而钢材没有向上移动距离，此过程中起重机对钢材不做功；
所以，在整个过程中起重机对钢材做的功为2.4×10⁴J；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，抽水系统在1min内所做的功：
W=Pt=1000W×60s=6×10⁴ J；
由W=Gh可得抽水的重力：
G=$\frac{W}{h}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{20m}$=3×10³ N；
把这些水抽上20m高的水塔上去，需要消耗其他能量（如电能），其他能量转化为水的机械能，使水的机械能增大（或者水的高度增加，水的重力势能增大）．
故答案为：（1）2.4×10⁴；（2）6×10⁴ ；3×10³；机械（或重力势）．

点评 本题主要考查了功、功率计算公式的应用以及做功的两个必要因素，关键是公式及其变形公式的灵活运用；本题最容易出错的是：钢材还水平移动了一段距离，但这段距离不是在竖直方向上，此过程中起重机对钢材不做功．