如图所示,质量为70kg的工人站在水平地面上,用带有货箱的滑轮组把货物运到高处.第一次运送货物时,放入货箱的货物质量为1

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  • 解题思路:(1)首先判断滑轮组的绳子段数为5,计算出人的重力和两次提升物体的重力,根据滑轮组特点计算出人拉绳子的拉力也就是绳子拉人的力,然后根据受力分析列出地面对人两次的支持力的表达式,把已知的值代入表达式计算出货箱和动滑轮的总质量;

    (2)根据物体上升速度计算出拉力移动速度,根据第一问求的拉力,利用公式P=Fv计算拉力功率;

    (3)利用第一问所求的动滑轮重力和第二次放入货箱的货物的重力,根据公式η=

    G

    G

    +

    G

    来计算机械效率.

    (1)动滑轮和货箱总重为G.

    第一次提升货物:

    以人为研究对象,受力分析如图(甲)人所受的重力为:G=mg=70kg×10N/kg=700N;

    运送的货物所受的重力为:G1=m1g=160kg×10N/kg=1600N;

    绳对人的拉力F1′与人对绳的拉力F1大小相等:

    F1′=

    G1+G

    5 ①

    N1=G-F1′②

    第二次提升货物:以人为研究对象,受力分析如图4(乙)运送的货物所受的重为:

    G2=m2g=120kg×10N/kg=1200N

    绳对人的拉力F2′与人对绳的拉力F2大小相等:

    F2′=

    G2+G

    5 ③

    N2=G-F2′④

    N1

    N2=[15/19] ⑤

    把数据分别代入①②③④⑤解得:G=400N;F1′=400N.

    m=[G/g]=[400N/10N/kg]=40kg.

    (2)第一次运送货物时,人匀速拉绳的力:F1=F1′=400N

    货物匀速上升的速度:v1=0.1m/s;

    人匀速拉绳的速度:v1′=5v1=5×0.1m/s=0.5m/s

    P1=F1v1′=400N×0.5m/s=200W.

    (3)第二次运送货物时滑轮组的机械效率:η2=

    W有

    W总=

    G2h

    (G2+G)h=

    G2

    G2+G=[1200N/1200N+400N]=75%.

    答:(1)货箱和动滑轮的总质量m为40Kg;

    (2)功率P1为200W;

    (3)机械效率η2为75%.

    点评:

    本题考点: 重力的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

    考点点评: 这是综合性很强的题目,要用到重力、机械效率、速度以及滑轮的知识,所以是一道难题.另外,要学会用列方程的方法来解物理题.