如圖所示,質量為70kg的小剛站在高臺上通過滑輪組勻速提升貨物.第一次提升貨物的質量為100kg,第二次提升貨物的質量為200kg.小剛第二次提升貨物時對滑輪組做功的功率為220W.已知滑輪A、B的質量均為4kg,滑輪C的質量為8kg,繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計,g取10N/kg.關于小剛提升貨物的分析,下列說法中正確的是
A.第一次提升貨物時,小剛對高臺的壓力為500N
B.第一次提升貨物過程中滑輪組的機械效率為83.3%
C.第二次提升貨物時,貨物上升的速度為0.4m/s
D.第二次提升貨物時,小剛對高臺的壓力為800N
B
小剛對高臺的壓力等于他的體重加上繩子對他的拉力,首先分析在B處向上的拉力FB,此時,貨物重和C動滑輪重由三股繩子承擔,故FB=(G物+GC),其次在B處又是一個動滑輪,有兩股繩子承擔FB處向下的拉力和B動滑輪的重,即小剛受到向下的拉力為F拉=(FB+GB),最后分析小剛對高臺的壓力F=G人+F拉;機械效率η==;根據公式P===F拉v計算出拉力上升的速度,再利用公式v′=v計算出貨物上升的速度.
解答:A、第一次提升貨物時,在B處的拉力為
FB=(G物+GC)=(m物g+mCg)=(100kg×10N/kg+8kg×10N/kg)=360N
小剛受到向下的拉力為
F拉=(FB+GB)=(FB+mBg)=(360N+4kg×10N/kg)=200N
小剛對高臺的壓力F=G人+F拉=m人g+F拉=70kg×10N/kg+200N=900N
故選項A錯誤
B、第一次滑輪組的機械效率為
η=====83.3%
故選項B正確
C、第二次的拉力F拉,在分析選項D的過程中應當能夠解出,F拉=366.5N,根據公式v===0.6m/s
故選項C錯誤
D、根據A的解法,同樣能夠解出第二次小剛對高臺的壓力為1066.5N
故選項D錯誤
故選B
點評:此題中的滑輪組是由兩個和滑輪組組成的,結構比較復雜,學生分析起來可能比較困難,因此,可讓學生把兩個滑輪組分解開來分析,把復雜問題簡單化,明了化.公式P=Fv的應用應當引起學生的注意.