Question

工人用如图所示的滑轮组提升重物，在l0s内将240N的物体匀速提升2m．已知工人的拉力为l00N（不计绳重与摩擦阻力），求：
（1）对重物做的有用功；
（2）工人做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力应为多大？

Answer

由滑轮组结构看出，承担物重的绳子股数n=3，s=3h．
（1）知道物体重和上升的高度，利用W有用=Gh求出有用功，
（2）利用s=3h求绳的自由端移动的距离，再利用W总=Fs求拉力做功；又知道做功时间，利用功率公式求拉力做功的功率；
（3）求出了有用功和总功，利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（4）由于不计绳重与摩擦阻力，利用F=（G物+G动）求动滑轮重；再利用F′=（G物′+G动）求匀速提升300N的重物时的拉力．
【解析】

（1）W有用=Gh=240N×2m=480J；
（2）由题知，n=3，s=3h=3×2m=6m，
W总=Fs=100N×6m=600J，
P===60W，
（3）η===80%；
（4）∵不计绳重与摩擦阻力，
∴F=（G物+G动），
即：100N=（240N+G动），
∴G动=60N，
匀速提升300N的重物时：
F′=（G物′+G动）=（300N+60N）=120N．
答：（1）对重物做的有用功为480J；
（2）工人做功的功率为60W；
（3）滑轮组的机械效率80%；
（4）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力应为120N．