Question

（10分）如圖所示，質(zhì)量為70kg的工人站在水平地面上，用帶有貨箱的滑輪組把貨物運到高處。第一次運送貨物時，放入貨箱的貨物質(zhì)量為160kg，工人用力F₁勻速拉繩的功率為P₁，貨箱以0．1m／s的速度勻速上升，地面對工人的支持力為N₁。第二次運送貨物時，放人貨箱的貨物質(zhì)量為120kg，工人用力F₂勻速拉繩，貨箱以0．2m／S的速度勻速上升，地面對工人的支持力為N₂，滑輪組機(jī)械效率為η₂。N_l與N₂之比為15:19。（不計繩重及滑輪摩擦，g取10N／kg）求：（1）貨箱和動滑輪的總質(zhì)量m；（2）功率P₁；（3）機(jī)械效率η₂。

Answer 1

解：（1）動滑輪和貨箱總重為G；第一次提升貨物：以人為研究對
象，受力分析如圖（甲）
人所受的重力為G人＝m1人g＝70kgX10N／kg＝700N
運送的貨物所受的重力為G1＝m1g＝160kgx 10N／kg＝1600N
繩對人的拉力F’1與人對繩的拉力F1大小相等
F’₁＝             ①
N₁＝G_人- F’₁                     ②   （1分）
第二次提升貨物：
以人為研究對象，受力分析如圖（乙）
運送的貨物所受的重力為G₂＝m₂g＝120kg×10N／kg＝1200N
繩對人的拉力F’₂與人對繩的拉力F₂大小相等
F’₂＝             ③
N₂＝G_人- F’₂                     ④   （1分）
               ⑤
把數(shù)據(jù)分別代人①②③④⑤解得：G＝400N F’1＝400N   （1分）
m＝40kg   （1分）
（2）第一次運送貨物時，人勻速拉繩的力F₁＝F’_l＝400N
貨物勻速上升的速度v₁＝0．1m／s
人勻速拉繩的速度v’₁＝5v₁＝5×0．1m／s＝0．5m／s
P＝F₁v’₁＝400N×0．5m／s＝200W   （1分）
（3）第二次運送貨物時滑輪組的機(jī)械效率：
＝75％   （1分）

解析