问题: 高一物理题!
电动机通过一绳子吊起质量为8kg的物体,绳子拉力不能超过120N,电动机的功率不能超过1200W,要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m(已知此物体在吊高90m时,开始以最大的速度匀速上升),所用时间为多少?
解答:
7.75s
取g=10m/ss
要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m(已知此物体在吊高90m时,开始以最大的速度匀速上升),应该先以最大加速度加速运动,再以最大功率加速度运动,
因为绳子拉力不能超过120N,所以最大加速度a=(Tm-mg)/m=(120-80)/8=5m/s^2,
电动机的功率不能超过1200W,而P=Fv=Tv,所以,加速的最大速度为v=P/Tm=10m/s,所以需要时间t1=10/5=2秒,在这两秒里,物体上升的距离为s1=(at^2)/2=10m,所以剩余高度为 s2=90-10=80m,当物体以最大的速度vm匀速上升时,牵引力等于重力,即F=mg
所以vm=P/F=P/mg=1200/80=15m/s
设以最大功率加速度运动的时间t2,根据动能定理
Pt2-mgs2=m(vm)~2/2-mv~2/2
解得t2=69/12=5.75s
所以共需要t1+t2=2+5.75=7.75秒
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