Question

12．如图所示是农村建房用的塔吊，用此塔吊可将砖等重物方便地运送到楼上．如果用质量为30kg的独轮车装砖块，一次可将270kg的砖块30s内匀速运到三楼，每层楼高3m，它使用的是“380V，3kW”的电动机．设一切摩擦不计，吊钩质量不计．g=10N/kg，回答下列问题：
（1）图中B是定滑轮（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；
（2）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，它工作时能的转化是电能转化为机械能；
（3）在此过程中，整个塔吊的机械效率为18%．

Answer 1

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）电动机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的，它是一种将电能转化为机械能的装置；
（3）根据W=Gh=mgh求出提升砖块重力所做的有用功，根据P=$\frac{W}{t}$求出电动机所做的总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出整个塔吊的机械效率．

解答 解：（1）图中B滑轮的轮轴是固定不动的，所以它是定滑轮；
（2）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，其作用是将电能转化为机械能；
（3）砖块提升的高度：
h=2×3m=6m，
塔吊做的有用功：
W_有=Gh=mgh=270kg×10N/kg×6m=1.62×10⁴J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，塔吊做的总功：
W_总=Pt=3×10³W×30s=9×10⁴J，
整个塔吊的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100=$\frac{1.62×1{0}^{4}J}{9×1{0}^{4}J}$×100=18%．
故答案为：
（1）定滑轮；
（2）通电线圈在磁场中受力转动；电能转化为机械能；
（3）18%．

点评 本题综合考查滑轮的分类、有用功、总功以及机械效率的计算，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，要注意一楼到三楼的高度为两层楼的高度．