Question

如圖為某建筑工地搬運建筑材料的裝置．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機提供．根據以上信息回答下列的問題：
（1）在此裝置中，滑輪A的作用是______，電動機的工作原理是：______，電動機工作時把電能轉化為______能．
（2）已知滑廂的總質量為m₁，廂內建筑材料的質量為m₂，滑廂與地面的接觸面積為S，滑廂的容積為V．當電動機拉動鋼絲繩的長度為L時，所用的時間為t，已知滑輪組的機械效率為η₁，電動機的效率為η₂，則電動機的最小功率應為多少？（要求寫出主要的推導過程）

Answer 1

解：（1）由圖知，A是定滑輪，可以改變用力的方向；
電動機的工作原理是通電線圈在磁場中受力轉動；電動機工作時把電能轉化為機械能；
（2）由圖知，此滑輪組由三段繩子承擔物重，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；通電線圈在磁場中受力轉動；機械；（2）電動機的最小功率為．
分析：（1）判斷A滑輪的種類，得知作用；
電動機是根據通電線圈在磁場中受力轉動的原理工作的，在工作時將電能轉化為機械能；
（2）電動機在工作時，既要克服自身的摩擦做功，也要克服滑輪組的摩擦及動滑輪、滑箱和鋼繩的重力做功，所以其做的功為總功，與有用功之間的關系應為W_有用=W_總η₁η₂．
點評：此題考查了電動機的工作原理及能量的轉化，同時考查了對機械效率的理解．在（2）問中關鍵是搞清總功和額外功之間的關系，確定出有用功是解決此題的關鍵．