解题思路:(1)知道物体A的质量和动滑轮的质量,可利用公式G=mg计算出物体A的重力和动滑轮的重力,从图可知,该滑轮组有3段绳子吊着物体,不计绳重和摩擦,可利用公式F=[1/n](G物+G轮)计算出提升物体A时小刚对绳子的拉力,再利用公式η=
W
有用
W
总
=[Gh/FS]=[G/nF]计算出滑轮组的机械效率.
(2)首先对小刚进行受力分析,小刚受竖直向上的支持力和竖直向下的重力和拉力,则小刚对高台的压力等于他的体重加上绳子对他的拉力.知道小刚的质量,可利用公式G=mg计算出小刚的重力,从而可以计算出此时小刚对高台的压力.
(3)知道物体B的质量,可利用公式G=mg计算出物体A的重力,不计绳重和摩擦,可利用公式F=[1/n](G物+G轮)计算出提升物体B时小刚对绳子的拉力,又知道此时拉力做功的功率,可利用公式P=[W/t]=[FS/t]=Fv计算出拉力上升的速度,再利用公式v′=[1/3]v计算出物体B上升的速度.
(1)∵mA=54Kg,m轮=6Kg,g=10N/Kg,
∴物体A的重力为:GA=mAg=54kg×10N/kg=540N,
动滑轮的重力为:G轮=m轮g=6kg×10N/kg=60N,
从图可知,该滑轮组有3段绳子吊着物体,
∴提升物体A时小刚对绳子的拉力为:FA=[1/3](GA+G轮)=[1/3]×(540N+60N)=200N,
则提升物体A时,滑轮组的机械效率为:η=
W有用
W总=
GA
3FA=[540N/3×200N]=90%.
(2)此时小刚受竖直向上的支持力和竖直向下的重力和拉力,则小刚对高台的压力等于他的体重加上绳子对他的拉力,
而m人=50kg,则小刚的重力为:G人=m人g=50kg×10N/kg=500N,
所以小刚对高台的压力为:F压力=G人+FA=500N+200N=700N.
(3)∵mB=84kg,g=10N/kg,
∴物体B的重力为:GB=mBg=84kg×10N/kg=840N,
则提升物体B时小刚对绳子的拉力为:FB=[1/3](GB+G轮)=[1/3]×(840N+60N)=300N,
而拉力做功的功率为P=180W,
∵P=Fv,
∴拉力上升的速度为:v=[P
FB=
180W/300N]=0.6m/s,
则物体B上升的速度为:v′=[1/3]v=[1/3]×0.6m/s=0.2m/s.
故答案为:90%;700;0.2.
点评:
本题考点: 滑轮(组)的机械效率;速度的计算;二力平衡条件的应用.
考点点评: 本题考查了使用滑轮组机械效率的计算和动滑轮重的计算,根据题图确定n的大小(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是本题的突破口,利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系:F=[1/n](G物+G轮)是本题的关键.在解决此题的过程中,对人的重力、对高台的压力、动滑轮的重力、A的重力、B的重力、拉A时的拉力、拉B时的拉力等,这些力的关系一定要搞清,只有对应正确才能顺利解决此题.