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

侯汉晖
侯汉晖 2021-4-2 06:30

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,人用力F1匀速拉绳,工人拉绳的功率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,滑轮组的机械效率为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。


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1条回答
  •  张正鹏
    张正鹏 (最佳回答者)
    2021-4-14 09:09

    解析:

    (1)设动滑轮和货厢总重为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

    运送的货物所受重为

    G1=m1g=160kg×10N/kg=1600N,

    绳对人的拉力F1’与人对绳的拉力F1大小相等

    F1’=

    G1+G

    ……①

    5

    N1=G人-F1’……② 

    第二次提升货物:

    以人为研究对象,受力分析如图乙

    运送的货物重为

    G2=m2g=120kg×10N/kg=1200N

    绳对人的拉力F2’与人对绳的拉力F2大小相等

    F2’=

    G2+G

    ……③

    5

    N2=G人-F2’……④

    N1

    =

    15

    ……⑤

    N2

    19

    将数据代入①②③④⑤得:

    G=400N 

    F1’=400 N

    m=

    G

    =40kg

    g

    (2)第一次运送的货物人拉绳的力F1=F1'=400N

    货物上升的速度v1

    人拉绳的速度

    v1'= 5 v1=5×0.1m/ s =0.5m/ s

    P1=F1 v1'=400 N×0.5m/s=200W

    (3)第二次运送货物时滑轮组的机械效率η2

    η2=

    G2h

    =

    G2

    =

    1200N

    =75%

    (G2+G)h

    G2+G

    1200N+400N

    答案:(1)40kg;(2)200W;(3)75%


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