Question

用图示滑轮组提升重物，绳重及摩擦不计．
（1）当物重为50N时，绳端需用20N的拉力才能使物体匀速上升，此时该滑轮组的机械效率为多少？（结果保留三位有效数字）
（2）如果用此滑轮组将重80N的重物以0.1m/s速度匀速提升，则拉力的功率为多大？

Answer 1

解：（1）由图知，承担物重的绳子股数n=3，则s=3h，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%≈83.3%；
（2）∵绳重及摩擦不计，
∴F=（G_物+G_轮），
∴动滑轮重：
G_轮=3F-G_物=3×20N-50N=10N，
当提升80N重物时的拉力：
F′=（G_物′+G_轮）=（80N+10N）=30N，
拉力移动的速度：
v=3v′=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力做功功率：
P===Fv=30N×0.3m/s=9W．
答：（1）滑轮组的机械效率为83.3%；
（2）拉力的功率为9W．
分析：（1）由滑轮组的结构可以知道承担物重的绳子股数，从而得出绳子自由端移动的距离与重物升高的高度的关系；又知道拉力和物重大小，利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（2）绳重及摩擦不计，利用（1）中提供数据，根据F=（G_物+G_轮）可以求动滑轮重，再利用此公式求当物重为80N时的拉力，求出拉力移动速度，利用P===Fv求拉力做功功率．
点评：本题的关键有二：一是承担物重的绳子股数的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是利用好不计绳重和摩擦时，拉力和物重的关系F=（G_轮+G_物）．