(2007?北京)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

2025-05-24 05:15:32
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回答1:

解:(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=mg=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′与人对绳的拉力F1大小相等:
F1′=

G1+G
5
 ①
N1=G-F1′②
第二次提升货物:以人为研究对象,受力分析如图4(乙)运送的货物所受的重为:
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
5
 ③
N2=G-F2′④
N1
N2
=
15
19
 ⑤
把数据分别代入①②③④⑤解得:G=400N;F1′=400N.
m=
G
g
=
400N
10N/kg
=40kg.

(2)第一次运送货物时,人匀速拉绳的力:F1=F1′=400N
货物匀速上升的速度:v1=0.1m/s;
人匀速拉绳的速度:v1′=5v1=5×0.1m/s=0.5m/s
P1=F1v1′=400N×0.5m/s=200W.

(3)第二次运送货物时滑轮组的机械效率:η2=
W
W
=
G2h
(G2+G)h
=
G2
G2+G
=
1200N
1200N+400N
=75%.
答:(1)货箱和动滑轮的总质量m为40Kg;
    (2)功率P1为200W;
    (3)机械效率η2为75%.