34.學(xué)校對面工地上的塔吊機(jī)吸引了小溫的注意,于是小溫利用STEAM社團(tuán)課制作了如圖甲所示的塔吊機(jī)模型,用于研究塔吊機(jī)的工作原理。塔吊機(jī)模型用來吊重物的掛鉤是由拉繩和滑輪組成的動滑輪結(jié)構(gòu),動滑輪的質(zhì)量為0.4kg,忽略拉繩的質(zhì)量且不計一切摩擦阻力。
(1)當(dāng)其他保持不變,吊起的重物變重時,該動滑輪結(jié)構(gòu)的機(jī)械效率
。(填“變大”不變”或“變小”)
(2)塔吊機(jī)能拉起不同質(zhì)量的重物,如何能在控制室知道吊起重物的質(zhì)量呢?小溫在控制室設(shè)置了如圖乙所示電路,拉繩的一端連接掛鉤,另一端固定在輕質(zhì)滑塊上。輕質(zhì)彈簧右端固定,左端與滑塊相連。彈簧在彈性限度范圍內(nèi)彈力F與彈簧長度的改變量x的關(guān)系如圖丙所示。電路中電源電壓恒為6V,保護(hù)電阻R
1阻值為4Ω,R
2是長10cm的均勻電阻絲,阻值為20Ω,電壓表量程0~3V。當(dāng)拉繩無拉力時,滑片P恰好在電阻絲最右端。隨著拉力增大,滑片P向左滑動,根據(jù)電壓表示數(shù)可以算出對應(yīng)重物的質(zhì)量。請根據(jù)以,上信息計算小溫這種模型最大拉起重物的質(zhì)量。(寫出計算過程)
(3)塔吊機(jī)將重物吊起后,還能將重物在橫桿上左右移動。小溫為了實(shí)現(xiàn)這一功能,他設(shè)計用電動機(jī)控制著此模型的重物和配重在橫桿上左右移動,當(dāng)掛鉤和重物以v速度勻速移動時,另一端的配重也隨之以v
2速度勻速移動,從而使橫桿始終保持水平平衡。圖丁為當(dāng)重物質(zhì)量為1.2kg時v與v
2的速度關(guān)系。請在該圖上畫出當(dāng)重物質(zhì)量為0.4kg時v
1與v
2的速度關(guān)系圖。(忽略橫桿本身重力)