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160kg,工人用力F1匀速拉绳的功率为P1,货箱以0.1m/s的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N1.第二次运送货物时,放入货箱的货物质量为120kg,工人用力F2匀速拉绳,货箱以0.2m/s的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N2,滑轮组机械效率为η2.N1与N2之比为15:19.(不计绳重及滑轮摩擦,g取10N/kg)求:(1)货箱和动滑轮的总质量m;(2)功率P1;(3)机械效率η2.
问题描述:
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160kg,工人用力F1匀速拉绳的功率为P1,货箱以0.1m/s的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N1.第二次运送货物时,放入货箱的货物质量为120kg,工人用力F2匀速拉绳,货箱以0.2m/s的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N2,滑轮组机械效率为η2.N1与N2之比为15:19.(不计绳重及滑轮摩擦,g取10N/kg)
求:(1)货箱和动滑轮的总质量m;
(2)功率P1;
(3)机械效率η2.
答
(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人=m人g=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...
答案解析:(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=
来计算机械效率.G物
G物+G动
考试点:重力的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.
知识点: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.