Question

【題目】2019年3月31日，農(nóng)業(yè)路大橋正式建成通車。大橋由梁、斜拉索和塔柱三部分組成塔柱高150米；橋面為雙向10車道；共設(shè)36對(duì)72根斜拉索，具有塔柱高、橋面寬、斜拉索索力大等特點(diǎn)。

(1)“塔柱為什么要造這么高?”科學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)此進(jìn)行了研究:他們將大橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，抽象成圖甲的模型，又畫了塔柱高低不同的兩幅圖乙和丙，可以看出它用到了杠桿的相關(guān)知識(shí)，其中O是支點(diǎn)，________代表橋重和過往車輛等產(chǎn)生的對(duì)橋的作用力。同學(xué)們通過比較發(fā)現(xiàn):適當(dāng)增加塔柱的高度，可______(填“增大”或“減小”)斜拉索拉力的力臂，從而減輕斜拉索承受的拉力。

(2)大橋在歷經(jīng)四年修建過程中常到如圖丁所示的起重機(jī)，若起重機(jī)吊臂前端是由如圖戊所示的滑輪組組成，動(dòng)滑輪質(zhì)量為100kg，繩重和摩擦不計(jì).如果拉力的功率為6kW，則把2×10kg的貨物勻速提高10m。(g取10N/kg)，求

①拉力F的大小是________?

②這一過程需要______時(shí)間?

③滑輪組機(jī)械效率是_________?

Answer 1

【答案】F1 增大 7000N 35s 95.2%

【解析】

第一空．由抽象成的模型圖可知，它用到的杠桿的相關(guān)知識(shí)，圖中F0為拉索的拉力，F1相當(dāng)于橋重和過往車輛等產(chǎn)生的對(duì)橋的作用力，O點(diǎn)此杠桿的支點(diǎn)；

第二空．如下圖所示，橋塔高度增加后，阻力F1及其力臂不變，L0'＞L0，即動(dòng)力臂增大，由杠桿的平衡條件可知：斜拉索的拉力F0減��；

第三空．由圖知，n=3，拉力端移動(dòng)距離s=3h=3×10m=30m，繩重和摩擦不計(jì)，拉力為：

第四空．拉力做功：

W=Fs=7000N×30m=2.1×105J，

由得做功時(shí)間：

第五空．有用功為：

W有用=Gh=2×104N×10m=2×105J，

滑輪組的機(jī)械效率：