题目内容
电动机通过一绳吊起一质量为8kg的物体,绳子的拉力不能超过120N,电动机的功率不超过1200W,若将此物体由静止起用最快的方式吊高90m,所需时间为多少?(已知此物体被吊高90m之前已开始以最大速度匀速上升,g取10m/s2)
本题可分为两个过程来处理,第一个过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体,使物体匀加速上升,第一个过程结束时,电动机的功率刚达到最大功率.第二个过程是电动机一直以最大功率拉物体,拉力逐渐减小,物体变加速上升,当拉力减小至等于重力时,物体开始匀速上升。
在匀加速运动过程中,加速度:
,(2分)
末速度:
(1分),上升时间:
,(1分)上升高度:
(1分)
在功率恒定的上升过程中,设经h2后,达匀速运动的速度:
(1分),此过程中外力对物体做的总功
,由动能定理
得:
(4分),其中h2=H-h1=80m(1分)
解得
(1分)
所需时间最小应为:
(2分)
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