Question

17．效率为50%的电动吊钩机提升货物（如图甲），在5s内将货物从A点匀速竖直移动到B点，再从B点匀速水平移动10s到C点，所用时间及各点间距离如图乙所示；吊钩机从A点提升货物到B点时对货物的拉力F功率为4kW，求：

（1）从A到B过程，拉力F做了多少功？
（2）从A到B过程，消耗多少电能？
（3）从B到C过程，在方框图内画出货物运动时的受力示意图（以“黑点”代表物体）．
（4）货物受到的重力多大？

Answer 1

分析 （1）已知吊钩机从A点提升货物到B点时对货物的拉力F功率为4kW，所用时间为5s，利用W=Pt可求得拉力F做了多少功；
（2）已知效率为50%的电动吊钩机提升货物，利用η=$\frac{W}{{W}_{电}}$可求得从A到B过程，消耗多少电能；
（3）首先对物体进行受力分析，然后再从力的作用点沿力的作用线作出物体受力的示意图
（4）根据（1）求得的拉力做功，利用W=Fs可求得拉力，在竖直方向物体的重力和向上的拉力，它们是一对平衡力．

解答 解：（1）已知P=4kW=4000W，A点匀速竖直移动到B点t=5s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，拉力F做功W=Pt=4000W×5s=2×10⁴J，
（2）由η=$\frac{W}{{W}_{电}}$可得，从A到B过程，消耗电能W_电=$\frac{W}{50%}$=$\frac{2×1{0}^{4}J}{50%}$=4×10⁴J；
（3）从B到C过程，处于平衡状态，受平衡力作用；
在水平方向上不受力，在竖直方向上受：向下的重力和向上的拉力，它们是一对平衡力，从物体车的重心沿力的作用线作出各力的示意图，如图所示：

（4）由W=Fs可得，F=$\frac{W}{s}$=$\frac{2×1{0}^{4}J}{2m}$=1×10⁴N，
由于货物是匀速被拉力F提起，所以G=F=1×10⁴N．
答：（1）从A到B过程，拉力F做了2×10⁴J功；
（2）从A到B过程，消耗4×10⁴J电能；
（3）见上图；
（4）货物受到的重力为1×10⁴N．

点评 本题考查力的示意图、做功的计算，机械效率的计算等，重在读懂题意、看清图示，找好对应的物理量和合适的物理公式较为关键．