磅秤上有一个重1500N的木箱,小明站在地上,想用如图(甲)所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上,可是他竭尽全力也没有提起,此时磅秤的示数为40kg.于是他改变滑轮组的绕绳方法如图(
问题描述:
磅秤上有一个重1500N的木箱,小明站在地上,想用如图(甲)所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上,可是他竭尽全力也没有提起,此时磅秤的示数为40kg.于是他改变滑轮组的绕绳方法如图(乙)所示,再去提这个木箱.当木箱匀速上升时,小明对地板的压力为100N,不计轴摩擦和绳重,取g=10N/kg.求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率.
答
图甲中,F拉=G人,n=2,不计轴摩擦和绳重,
拉力F拉=
(G箱-F支+G轮)1 2
木箱和动滑轮受力:
G箱+G轮=2F拉+F支=2G人+F支=2G人+mg,----①
如图乙,改变绕绳方式后,n=3,F拉′+F支′=G人,
∵F拉′=
(G箱+G轮)1 3
∴木箱和动滑轮受力:
G箱+G轮=3F拉′=3(G人-F支′),-----②
由①②得:
2G人+mg=3(G人-F支′),
而F支′=F压=100N
G人=3F支′+mg=3×100N+40kg×10N/kg=700N,
F拉′=G人-F支′=700N-100N=600N,
η=
=W有用 W总
=
G箱h
F′拉s
=G箱 3F′拉
≈83.3%.1500N 3×600N
答:小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率分别为700N、83.3%.