修建高层建筑常用塔式起重机.在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a="0.2" m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vmax="1.02" m/s的匀速运动.取g="10" m/s2,不计额外功.求:
(1) 起重机允许输出的最大功率.
(2) 重物做匀加速运动所经历的时间.
(1) P0=5.1×104 W (2) t1=5 s
题目分析:(1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力.
P0=F0vmax ① 2’
F0=mg ② 2’
代入数据可得P0=5.1×104 W. ③ 1’
(2) 匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有:
P0=Fv1 ④ 1’
F-mg=ma ⑤ 2’
v1=at1 ⑥ 1’
由③④⑤⑥并代入数据可得t1=5 s ⑦ 1’
点评:高中物理中,分析受力和物理过程是非常重要的.最大功率要用第三阶段中的计算,而不能用第一阶段中的F与第三阶段中的
的乘积计算,两个F是不同的;
是最终速度,整个过程并不全是匀加速运动,不能用
来计算整个过程时间. 应该根据
来求t. 要注意某一时刻的物理量要对应起来.