学校工地上的“塔吊”引起小科同学的兴趣。如图甲是“塔吊”示意图，AB是竖直支架，AC、AD为钢丝绳；O为支点，C端装有配重，E处装有小车可在O、D两点间移动，小车内部滑轮组结构如图乙所示，OD=20m，OE=10m。当载重小车在 D点时，能安全起吊最大质量为1000kg的重物。某次作业时，塔吊在E处将3000N的重物向上吊起，此过程中重物高度随时间的变化如图丙所示，塔吊、钢绳、小车和滑轮组的重力与摩擦忽略不计。

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1. 学校工地上的“塔吊”引起小科同学的兴趣。如图甲是“塔吊”示意图，AB是竖直支架，AC、AD为钢丝绳；O为支点，C端装有配重，E处装有小车可在O、D两点间移动，小车内部滑轮组结构如图乙所示，OD=20m，OE=10m。当载重小车在 D点时，能安全起吊最大质量为1000kg的重物。某次作业时，塔吊在E处将3000N的重物向上吊起，此过程中重物高度随时间的变化如图丙所示，塔吊、钢绳、小车和滑轮组的重力与摩擦忽略不计。

(1) 此次作业中，图乙中拉力 F的大小为。

(2) 计算整个过程中塔吊对重物做的功。

(3) 为保证安全，求塔吊在 E 处能够吊起的重物的最大重力为多少。

【考点】

功的计算公式的应用; 杠杆的平衡条件; 滑轮组及其工作特点;

【答案】

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解答题困难

1. 如图甲是建筑工地上的“塔吊”示意图，其配重箱A重4000kg，起重臂上有一个可以沿水平方向左右移动的滑车B，图乙为滑车B及滑轮组中钢绳的穿绳示意图，滑车B内装的电机可卷动钢绳提升重物。现用该装置吊起重8×10³N的物体C，不计起重臂、滑车B、钢绳、动滑轮重及摩擦。

(1) 若配重箱A到支点O的距离为5m，则滑车B可向右移动的最远距离是多少?

(2) 若电机在25s内将物体C竖直向上匀速吊起10m，此时电机工作的实际功率为5000W，则该电机的机械效率为多少?

解答题困难

2. 如图甲所示是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示。 (g取10 N/kg)

(1) 吊装机总重为1500 N，其重力作用线通过A点。结合图乙数据计算，求当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起的重物的质量。

(2) 吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图乙中 D、E、F处时，能达到最佳防翻效果的是放在处。

(3) 电动机的额定功率是1200 W，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10s内使某重物匀速上升6m，求此时所吊重物受到的重力大小。

解答题困难

3. 图甲是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示。

(1) 吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？

(2) 吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D，E，F处时，能达到最佳防翻效果的是。

(3) 电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。

解答题普通