Question

“手拉葫蘆”（如圖所示）是一種攜帶方便、使用簡易的手動(dòng)起重機(jī)械，廣泛用于工廠、工地、礦山、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等環(huán)境，用來完成起吊貨物等任務(wù)．其中HCB30型“手拉葫蘆”的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：

型號(hào)	HCB30		承載鏈條股數(shù)	（股）	2
最大承受質(zhì)量	（t）	3	鏈條直徑	（mm）	8
一次起升高度	（mm）	3	手拉輪直徑	（mm）	150
測(cè)試載荷	（kN）	37.5	承載輪直徑	（mm）	50
最小凈空高度	（mm）	470	凈重	（kg）	21.7
最小載荷所需拉力	（N）	360	毛重	（kg）	22.3

注：“一次起升高度”是指，成年人在站立狀態(tài)，用左、右兩手交替拉動(dòng)手拉鏈條進(jìn)行正常起重操作的過程中，左手或右手下拉一次（按30cm計(jì)），所吊重物上升的高度．承載輪上所纏的承載鏈條較粗且兩端固定，而手拉輪上所纏的手拉鏈條較細(xì)且構(gòu)成一個(gè)完整的環(huán)．工作過程中，手拉鏈條、承載鏈條在輪上都不打滑．其纏繞情況如圖所示．（取 g=l0N/kg ）
（1）根據(jù)題目中提供的相關(guān)信息，通過計(jì)算，分析判斷HCB30型“手拉葫蘆”的手拉輪與承載輪是否是一個(gè)共軸的輪軸？
（2）計(jì)算該型“手拉葫蘆”在滿載的情況下正常工作時(shí)的機(jī)械效率．

Answer 1

分析：（1）先設(shè)“手拉葫蘆”的手拉輪與承載輪是一個(gè)共軸的輪軸，則兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的周數(shù)是相同的，然后算出手下拉一次，物體上升的高度與實(shí)際上升的高度進(jìn)行比較，若相等就是同軸，否則就不是同軸．
（2）有下拉一次30cm，所需拉力360N，求出人對(duì)機(jī)械做的功，即為總功；一次起升高度3mm，貨物質(zhì)量3t，求出機(jī)械對(duì)物體做的功，即為有用功，然后求出效率．

解答：解：（1）設(shè)“手拉葫蘆”的手拉輪與承載輪是一個(gè)共軸的輪軸，則兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的周數(shù)是相同的，鏈條移動(dòng)距離H，承載輪回收距離h，

H

πD

=

h

πd

，S=

h

2

=

Hd

2D

=

300mm×50mm

2×150mm

=50mm，與實(shí)際上升的高度3mm不相等，所以，不是同軸．
（2）下拉一次人對(duì)機(jī)械做的功：W=FH=360N×30×10^-2m=108J．
機(jī)械對(duì)重物做功：W′=GS′=3×10³kg×10N/kg×3×10^-3m=90J．
“手拉葫蘆”的機(jī)械效率：η=

w′

w

=

90J

108J

=83.3%．
答：（1）HCB30 型“手拉葫蘆”的手拉輪與承載輪不是一個(gè)共軸的輪軸；
（2）該型“手拉葫蘆”在滿載的情況下正常工作時(shí)的機(jī)械效率是83.3%．

點(diǎn)評(píng)：（1）先設(shè)“手拉葫蘆”的手拉輪與承載輪是一個(gè)共軸的輪軸，求出下拉一次，物體上升的高度與實(shí)際上升的高度比較，注意此方法的運(yùn)用；
（2）看懂表中數(shù)據(jù)的含義，分清總功和有用功是求機(jī)械效率的關(guān)鍵．