Question

工人师傅用如图所示的滑轮组在20s内将重500N的物体从地面匀速吊上4m高的阳台，所用的拉力为200N，若不计绳重和摩擦．求：
（1）有用功多大？
（2）工人师傅做的总功及功率各多大？
（3）滑轮组的机械效率多大？

Answer

（1）知道物体的重力和物体升高的高度，可利用公式W=Gh计算出克服重力做的有用功．
（2）从图可知，有三段绳子吊着物体，知道物体上升的高度，从而可以计算出绳子自由端移动的距离；知道拉力的大小，可利用公式W=FS计算出拉力做的总功；又知道做功的时间，可利用公式P=计算出拉力的功率．
（3）可利用公式η=计算出滑轮组的机械效率．
【解析】

（1）∵G=500N，h=4m，
∴克服重力做的有用功为：W有用=Gh=500N×4m=2000J．
（2）从图可知，有三段绳子吊着物体，
而h=4m，
∴绳子自由端移动的距离为：S=3h=3×4m=12m；
∵F=200N，
∴拉力做的总功为：W总=FS=200N×12m=2400J；
又∵t=20s，
∴拉力的功率为；P===120W．
（3）滑轮组的机械效率为：η==≈83.3%．
答：（1）有用功为2000J．
（2）工人师傅做的总功为2400J，功率为120W．
（3）滑轮组的机械效率为83.3%．