解析:
(1)当D静止,人对绳端拉力最小,D有下降趋势,所受静摩擦力方向向上,相反,当人所用拉力最大时,其静摩擦力的方向向上。故在不考虑绳重和绳与滑轮间的摩擦时,有:
Fmin= | 1 | (GD-f+GC) |
|
2 |
此时对地面的压强最小。其最小的压强是:
Pmin= | Fmin | = | GD-f+GC | = |
S人 | 2S人 |
同理,人对地面最大的压强是:
Pmax= | Famx | = | GD+f+GC | = |
S人 | 2S人 |
故最大压强与最小压强的差是:
△P=Pmax-Pmin= | GD+f+GC | - | GD-f+GC | = | f |
2S人 | 2S人 | S人 |
(2)其D上升时,摩擦力方向向下,相反,下降时,其摩擦力的方向向上。故
F1= | 1 | (GD-f+GC) |
|
2 |
F2= | 1 | (GD+f+GC) |
|
2 |
D下降时,的机械效率表示为(本人以为此处原题机械效率意义存在争议):
η1= | (GD-f)h | = | GD-f |
F1S | 2F1 |
同理
η2= | (GD+f)h | = | GD+f |
|
|
F2S | 2F2 |
根据题意,F1:F2=9:10,同时其机械效率的比值为170:171,故得:
GD-f | = | 17 | ……① |
GD+f | 19 |
而根据其拉力的比值为9:10得:
GD-f+GC | = | 9 | ……② |
GD+f+GC | 10 |
将GC=10N,联立以上方程,并解方程组可得:
GD=180N
f=10N
争议点:1.题中未说忽略绳重与滑轮与轴间的摩擦;2.锻炼身体时,有用功是什么?克服动滑轮重做功等是额外功吗?
故以上解得仅供参考!
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