Question

一道物理题，求解答

物体A重G1，框架重G2，提升高度为h，OB长L，光电板平均每小时每平方米吸收太阳能E，太阳平均每天照射t小时，太阳能转化为电能的效率为η1，电能转化为机械能的效率我η2.如果每天提升次数为N次，忽略下降消耗的电能
（1）物体从水平地面提升到如图位置，忽略OB的重，作用在B的动力如何变化，为什么？ （2）光电板的面积至少为？
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架
O为OB的转动轴，杆的B端固定框架

Answer 1

（1）OB是什么装置?（2）光能转化为电能，电能转化为重力势能，重力势能转化为动能，动能在支持力的作用下消耗，所以上升N次有：(G1+G2)h*N=E*S*t*η1*η2，S=(G1+G2)h*N/(E*t*η1*η2),S为光电板的面积

追问

题目上说 O为OB的转动轴，杆的B端固定框架

Answer 2

解 析 （1）滑轮轮轴固定的是定滑轮，定滑轮的动力臂等于阻力臂，使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向；
（2）OB杆在提升过程，OB杆对B点的支持力方向与绳子拉力方向夹角越来越小，当二者方向垂直时，拉力最小；
（3）解决此题要计算出有用功和总功，结合机械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$进行计算．
（1）图乙中的滑轮轮轴都是固定的，所以都是定滑轮；定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向；
故答案为：定，既不省力也不费力；
（2）绳子的拉力和OB杆的支持力合力等于车及存车架的重力，当OB杆在提升过程，OB杆对B点的支持力方向与绳子拉力方向夹角越来越小，当BC绳与OB杆垂直时，绳子的拉力最小，在此过程中作用在B点的动力越来越小；
（3）每天存N 次车需要做的有用功W有=N（G1 G2）h；
每天面积为S的光电板吸收的太阳能Q=EtS；
太阳能转化为电能W=Qη1=EtSη1；
由机械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可知，η2=$\frac{N（{G}_{1} {G}_{2}）h\;}{EtS{η}_{1}}$；
所以需要的光电板面积S=$\frac{N（{G}_{1} {G}_{2}）h}{Et{η}_{1}{η}_{2}}$；
答：需要的光电板面积S=$\frac{N（{G}_{1} {G}_{2}）h}{Et{η}_{1}{η}_{2}}$．