Question

小明同学用图示的滑轮组装置将重为500N的重物提升到高处．当小明作用在绳上的拉力为200N时，重物在4s内匀速上升了2m．不计摩擦及绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向．求该过程中：
（1）拉力的功率P．
（2）动滑轮的重力大小．
（3）滑轮组的机械效率．

Answer

由图知，承担物重的绳子股数n=3．
（1）已知重物在4s内匀速上升了2m，则绳子自由端移动的距离是6m，又知拉力为200N，根据W=FS求出拉力做的功，再根据P=求出拉力的功率P；
（2）不计绳重和摩擦，知道重物重和动滑轮重的大小，已知物体重为500N，拉力为200N，利用F=（G轮+G物）求出动滑轮的重力大小；
（3）已知重物重为500N，上升了2m，根据W有用=G物h可求出有用功，由拉力为200N，绳子自由端移动的距离是6m，根据W总=FS可求出总功，再根据η=求出滑轮组的机械效率．
【解析】

（1）由图知，n=3，
h=2m，S=3×2m=6m，
拉力做的功：W=FS=200N×6m=1200J，
拉力的功率：P===300W；
（2）根据F=（G轮+G物）得，动滑轮的重力：
G轮=3F-G物=3×200N-500N=100N；
（3）有用功：
W有用=G物h=500N×2m=1000J，
总功：
W总=FS=200N×6m=1200J，
滑轮组的机械效率：
η==≈83.3%．
答：（1）拉力的功率为300W．
（2）动滑轮的重力大小为100N．
（3）滑轮组的机械效率是83.3%．