【题目】在新农村建设工地上,有一简易的电动提升设备,如图所示。已知被提升的建筑材料的质量为200 kg,动滑轮重力为500 N,电动机用拉力F在10 s内将建筑材料匀速提升了10 m,不计绳重及摩擦。(g取10 N/kg)
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(1)求提升设备所做的有用功。
(2)求拉力F的功率。
(3)求提升设备的机械效率。
(4)功率恒定的电动机有不同的转速挡,如果提升的建筑材料的重力增加,应当增大转速还是减小转速?请简述你的理由。
【答案】(1) 2×104 J;(2) 2 500 W;(3) 80%;(4)见解析
【解析】
(1)G=mg=200 kg×10 N/kg=2 000 N
W有=Gh=2 000 N×10 m=2×104 J
(2)F=
=
=1 250 N
s=nh=2×10 m=20 m
W总=Fs=1 250 N×20 m=2.5×104 J
P=
=
=2 500 W
(3)η=
×100%=
×100%=80%
(4)应当减小转速。理由:提升的建筑材料的重力增加,所需的拉力F增大,根据功率公式P=Fv,当功率一定时,如果要增大拉力F,应当减小速度,即减小转速。