在生产玻璃过程中,常用位于天车上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组和真空吸盘提升玻璃,如图甲所示。当卷扬机通过滑轮组提升质量为 的玻璃并使玻璃以速度
匀速上升时,卷扬对滑轮组绳端的拉力为
,天车对卷扬机的支持力为
,拉力
的功率为
,滑轮组的机械效率为
;当卷扬机通过滑轮组提升质量为
的玻璃并使玻璃以速度
匀速上升时,卷扬机对滑轮组的拉力
,天车对卷扬机的支持力为
。已知拉力
所做功随时间变化的图像如图乙所示,卷扬机的质量为
,滑轮
、
的质量均为
,
,
,吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计,
取
。求:
(1) 的大小;
(2) 的大小;
(3) 与
的比值。
(1)480W (2)v2=0.36m/s(3)N1:N2=40:41
题目分析:(1)由题中W-t图像解得P=="480W"
(2)根据η =解得:v1 =0.6m/s
已知:3v1=5v2 解得:v2=0.36m/s
(3)设动滑轮C所受重力为G0,卷扬机提升60kg玻璃时,滑轮组的机械效率为η=75%
所以有 η =,代入数据解得G0=80 N,第一次提升60kg玻璃的过程中,玻璃、动滑轮C受力分析如答图5(1)所示,动滑轮B受力分析如答图5(2)所示,卷扬机受力分析如答图5(3)所示。
第二次提升80kg玻璃的过程中,玻璃、动滑轮C受力分析如答图5(4)所示,动滑轮B受力分析如答图5(5)所示,卷扬机受力分析如答图5(6)所示。
由答图5(1)的受力分析可知T1=(m1g+G0)=
(600N+80N)=
N,
因T′1= T1,由答图5(2)可得F1=(T′1+mBg)=
(
N +40N)=
N,
因F′1= F1,由答图5(3)可得N1=F′1+mg=N+1200N=
N
同理,由答图5(4)可得T2=(m2g +G0)=
(800N+80N)=
N,
因T′2= T2,由答图5(5)可得F2=(T′2+mBg)=
(
N +40N)=
N,
因F′2= F2,由答图5(6)可得N2=F′2+ mg =N+1200N=
N
所以 =