Question

初中物理力学难的题以及解题技巧 比如通过比例

质量为60kg的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为130kg,工人用力F1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N1,滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时,货物质量为90 kg,工人用力F2匀速拉绳的功率为P2,货箱以0.1m/s的速度匀速上升,地面对人的支持力为N2, N1与 N2之比为2:3。(不计绳重及滑轮摩擦, g取10N/kg)
求:(1)动滑轮重和力F1的大小;
(2)机械效率η1;
(3) 功率P2。

Answer 1

（1）以人为研究对象进行受力分析，N=G人-F，而由图可知承担物重的绳子股数n=4，因为不计绳重及滑轮摩擦，所以拉力F=G物+G动4
，可得压力N=G人-G1+G动
4
，据此列方程求动滑轮重和拉力大小；
（2）知道n=4，则s=4h，η=W有
W总
=G h
F 4h
=G
4F
求第一次运送货物时滑轮组的机械效率；
（3）知道第二次货物上升速度为0.1m/s，求出拉力端移动的速度，再利用P=Fv求第二次拉力做功功率．
解：（1）第一次提升货物时，以人为研究对象N1=G人-F1′，------①
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绳对人的拉力与人对绳的拉力相等，F1′=F1
由图可知，n=4，
∵不计绳重及滑轮摩擦，
∴F1′=G1+G动 4 ，---------②
由①②得：
N1=G人-G1+G动 4 =60kg×10N/kg-130kg×10N/kg +G动 4 ，
∴N1=600N-1300N +G动 4 ，------③
第二次提升货物时，以人为研究对象
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N2=G人-F2′-----------------④
绳对人的拉力与人对绳的拉力相等，F2′=F2，
F2′=G2+G动 4 ，-----------⑤
由④⑤得：
N2=G人-G2+G动 4 =60kg×10N/kg-90kg×10N/kg +G动 4 ，
∴N2=600N-900N +G动 4 ，------⑥
由题知，N1 N2 =2 3 ，
即：600N-1300N-G动 4 600N-900N-G动 4 =2 3 ，
解得：G动=300N，
代入②式：F1=F1′=G1+G动 4 =1300N +300N 4 =400N，
代入⑤式：F2=F2′=G2+G动 4 =900N +300N 4 =300N，
（2）第一次运送货物时滑轮组的机械效率：
η1=W有 W总 =G1h F14h =G1 4×F1 =1300N 400N×4 =81.25%；
（3）第二次货物上升速度为0.1m/s，人匀速拉绳的速度为v2′=4×0.1m/s=0.4m/s，
拉力做功功率：
P2=F2v2′=300N×0.4m/s=120W．
答：（1）动滑轮重为300N，力F1的大小为400N；
（2）第一次运送货物时滑轮组的机械效率为81.25%；
（3）第二次拉力做功功率为120W．

Answer 2

n=4,
F1=（G1+G动）/4，
F2=（G2+G动）/4，
G人=mg=60kg*10N/kg=600N G1=m1g=130kg*10N/kg=1300N G2=m2*g=90kg*10N/kg=900N
N1=G人-F1 = G人 - （G1+G动）/4 N2=G人-F2=G人-（G2+G动）/4
因为N1：N2=2：3所以3G人 - 3（G1+G动）/4 =2G人-2（G2+G动）/4
解得G动=300N,F1=400N F2=300N
(2):η1=W有/W总=G1*h/F1*s=G1*h/F1*n*h=G1/F1*n=1300N/400N*4=81.25%
P2=F2*S/t=F2*v=300N*0.1m/s=30w