如图所示,质量为70kg的小刚站在高台上通过滑轮组匀速提升货物.第一次提升货物的质量为100kg,第二次提升货物的质量为200kg.小刚第二次提升货物时对滑轮组做功的功率为220W.已知滑轮A、B的质量均为4kg,滑轮C的质量为8kg,绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,g取10N/kg.关于小刚提升货物的分析,下列说法中正确的是(  )A. 第一次提升货物时,小刚对高台的压力为500NB. 第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率为83.3%C. 第二次提升货物时,货物上升的速度为0.4m/sD. 第二次提升货物时,小刚对高台的压力为800N

问题描述:

如图所示,质量为70kg的小刚站在高台上通过滑轮组匀速提升货物.第一次提升货物的质量为100kg,第二次提升货物的质量为200kg.小刚第二次提升货物时对滑轮组做功的功率为220W.已知滑轮A、B的质量均为4kg,滑轮C的质量为8kg,绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,g取10N/kg.关于小刚提升货物的分析,下列说法中正确的是(  )
A. 第一次提升货物时,小刚对高台的压力为500N
B. 第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率为83.3%
C. 第二次提升货物时,货物上升的速度为0.4m/s
D. 第二次提升货物时,小刚对高台的压力为800N

A、第一次提升货物时,在B处的拉力为
FB=

1
3
(G+GC)=
1
3
(mg+mCg)=
1
3
(100kg×10N/kg+8kg×10N/kg)=360N
小刚受到向下的拉力为
F=
1
2
(FB+GB)=
1
2
(FB+mBg)=
1
2
(360N+4kg×10N/kg)=200N
小刚对高台的压力F=G+F=mg+F=70kg×10N/kg+200N=900N
故选项A错误
B、第一次滑轮组的机械效率为
η=
W
W
=
Gh
F6h
=
mgh
F6h
=
100kg×10N/kg×h
200N×6h
=83.3%
故选项B正确
C、第二次的拉力F,在分析选项D的过程中应当能够解出,F=366.5N,根据公式v=
P
F
=
220W
366.5N
=0.6m/s
故选项C错误
D、根据A的解法,同样能够解出第二次小刚对高台的压力为1066.5N
故选项D错误
故选B
答案解析:小刚对高台的压力等于他的体重加上绳子对他的拉力,首先分析在B处向上的拉力FB,此时,货物重和C动滑轮重由三股绳子承担,故FB=
1
3
(G+GC),其次在B处又是一个动滑轮,有两股绳子承担FB处向下的拉力和B动滑轮的重,即小刚受到向下的拉力为F=
1
2
(FB+GB),最后分析小刚对高台的压力F=G+F;机械效率η=
W
W
=
Gh
F6h
;根据公式P=
W
t
=
Fs
t
=Fv计算出拉力上升的速度,再利用公式v′=
1
6
v计算出货物上升的速度.
考试点:滑轮组及其工作特点.

知识点:此题中的滑轮组是由两个和滑轮组组成的,结构比较复杂,学生分析起来可能比较困难,因此,可让学生把两个滑轮组分解开来分析,把复杂问题简单化,明了化.公式P=Fv的应用应当引起学生的注意.