(10分)图中所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=1×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上作匀加速直线运动,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后,起重机保持该功率不变做变加速运动,最终重物以最大速度vm="1.02" m/s做匀速运动。取g="10" m/s2,不计额外功。
求:(1)起重机输出功率的最大允许值;
(2)重物维持匀加速运动所经历的时间。
(1)1.02×104W
(2)t1="5" s
(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,有
P0=F0m ① ………………………………2分
F0=mg ② ………………………………1分
代入数据,有:P0=1.02×104W ③………………………………1分
(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………………………………2分
F-mg=ma ⑤………………………………2分
V1=at1 ⑥………………………………1分
由③④⑤⑥,代入数据,得:t1="5" s ………………………………1分