Question

如圖所示，科技館里甲、乙兩位同學(xué)利用滑輪組把自己勻速提升至高處。如圖甲所示，甲同學(xué)勻速提升自已時(shí)的拉力F₁為120N，滑輪組提升甲同學(xué)的機(jī)械效率為η₁；如圖乙所示，乙同學(xué)利用另一套滑輪組勻速提升自已時(shí)的拉力F₂為80N，滑輪組提升乙同學(xué)的機(jī)械效率為η₂。已知η₁:η₂=10:9，甲同學(xué)勻速提升自己時(shí)對吊板的壓力N₁與乙同學(xué)勻速提升自己時(shí)對吊板的壓力N₂之比為19:23，甲、乙兩位同學(xué)拉力的功率相等。不計(jì)繩重和滑輪軸摩擦。求：


（1）在勻速提升自己時(shí)，甲、乙兩同學(xué)上升速度之比；
（2）甲、乙兩位同學(xué)各自所受的的重力G_甲和G_乙。

Answer 1

（1）在勻速提升自己時(shí)，甲、乙兩同學(xué)上升速度之比為6：5；
（2）甲、乙兩位同學(xué)各自所受的重力分別為500N、540N．

解析試題分析：對甲乙兩同學(xué)進(jìn)行受力分析，如下圖所示，
（1）由圖知承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，知道拉力大小和甲、乙兩位同學(xué)拉力的功率相等，利用求拉力端移動速度關(guān)系，而拉力移動速度等于人上升速度的5倍、9倍，據(jù)此可求甲、乙兩同學(xué)上升速度之比；
（2）利用求滑輪組的機(jī)械效率，知道拉力大小根據(jù)效率關(guān)系求人重之比，而人受重力等于支持力加上拉力，知道支持力之比（壓力之比）可求兩位同學(xué)的重
解：甲同學(xué)受力如圖甲所示，乙同學(xué)受力如圖乙所示。

G_甲= N₁+F₁        ①；   G_乙= N₂+F₂            ②
（1）由==1；可得=== 
v_甲=；v_乙=
可得==
（2）h₁＝＝＝；h₂＝＝＝
則=；可得=          ③ 
由受力平衡方程①②式可得
=；即=      ④
由由③式④式，解得：G_甲=500N，G_乙=540N  
考點(diǎn)：滑輪組綜合計(jì)算
點(diǎn)評：解題關(guān)鍵：一是分析滑輪組得出兩圖承擔(dān)物重的繩子股數(shù)（直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)），二是利用好功率推導(dǎo)公式．