如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装．（g取10N/kg）（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越

Question

如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装．（g取10N/kg） 

（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越___．
（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，定滑轮a的作用是___．若钢丝绳能承受的最大拉力为3×10⁴N，则能吊起货物的质量不能超过多少？（动滑轮重、绳重及摩擦不计）
（3）若将重为1.2×10⁴N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，则此过程中克服货物重力做的功是多少？
（4）若该起升电动机钢绳拉力做功的机械效率为80%，并以0.5m/s速度将重为1.2×10⁴N的货物匀速提升，则该起升电动机钢绳拉力为多大？该起升电动机的钢绳拉力做功的实际功率是多少？

Answer 1

（1）由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂（动力×动力臂=阻力×阻力臂）可得：F₂=(F1L1)/(L2)，由此可知当阻力臂和动力不变时，阻力与动力臂成正比；即动力臂越大，阻力越大；动力臂越小，阻力越小．故为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越大；
（2）图示中滑轮a为定滑轮，其作用是改变用力的方向；
由题意可知该滑轮组承担总重的绳子有2段，故G=2F=3×10⁴N×2=6×10⁴N，
由G=mg可得：m=(G)/(g)=(6×104N)/(10N/kg)=6000kg；
（3）W=Fs=Gh=1.2×10⁴N×30m=3.6×10⁵J，
由于水平移动时，重力方向上没移动距离，故水平移动过程中重力没做功；
（4）η=(W有用)/(W总)×100%=(Gh)/(Fs)=(Gh)/(F2h)=(G)/(2F)
F=(G)/(2η)=(1.2×104N)/(2×80%)=7500N；
v_绳=2v_物=1m/s，
起升电动机的钢绳拉力做功的实际功率是：P=(W总)/(t)=(Fs)/(t)=Fv_绳=7500N×1m/s=7500W．
答：（1）大；（2）改变用力的方向；能吊起货物的质量不能超过6000kg；
（3）克服货物重力做的功是3.6×10⁵J；
（4）该起升电动机钢绳拉力为7500N；该起升电动机的钢绳拉力做功的实际功率是7500W．