Question

如圖為某建筑工地搬運(yùn)建筑材料的裝置．圖中滑輪D與滑廂相連，滑輪A固定在地面上，鋼絲繩的拉力由電動(dòng)機(jī)提供．根據(jù)以上信息回答下列的問(wèn)題：
（1）在此裝置中，滑輪A的作用是______，電動(dòng)機(jī)的工作原理是：______，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能．
（2）已知滑廂的總質(zhì)量為m₁，廂內(nèi)建筑材料的質(zhì)量為m₂，滑廂與地面的接觸面積為S，滑廂的容積為V．當(dāng)電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩的長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)，所用的時(shí)間為t，已知滑輪組的機(jī)械效率為η₁，電動(dòng)機(jī)的效率為η₂，則電動(dòng)機(jī)的最小功率應(yīng)為多少？（要求寫出主要的推導(dǎo)過(guò)程）

Answer 1

解：（1）由圖知，A是定滑輪，可以改變用力的方向；
電動(dòng)機(jī)的工作原理是通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)；電動(dòng)機(jī)工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）由圖知，此滑輪組由三段繩子承擔(dān)物重，所以s=3h，s=L，則h=．
被提升物體的總重力為：G_物=m₂g
則W_有用=G_物h=m₂g?=+m₂gL
W_總=Pt，
由題意知：
Ptη₁η₂=m₂gL
解得P=．
故答案為：（1）改變用力的方向；通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)；機(jī)械；（2）電動(dòng)機(jī)的最小功率為．
分析：（1）判斷A滑輪的種類，得知作用；
電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理工作的，在工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，既要克服自身的摩擦做功，也要克服滑輪組的摩擦及動(dòng)滑輪、滑箱和鋼繩的重力做功，所以其做的功為總功，與有用功之間的關(guān)系應(yīng)為W_有用=W_總η₁η₂．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了電動(dòng)機(jī)的工作原理及能量的轉(zhuǎn)化，同時(shí)考查了對(duì)機(jī)械效率的理解．在（2）問(wèn)中關(guān)鍵是搞清總功和額外功之間的關(guān)系，確定出有用功是解決此題的關(guān)鍵．