装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为1000N的货物，所用的拉力F为600N，绳子自由端在20s内被拉下2m，在此过程中（不计摩擦与绳重），求：（1）有用功；（2）拉力的功率；（3）滑轮组

Question

装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为1000N的货物，所用的拉力F为600N，绳子自由端在20s内被拉下2m，在此过程中（不计摩擦与绳重），求：

（1）有用功；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）动滑轮重；
（5）若提升2000N的货物，绳子自由端的拉力为多大？

Answer 1

（1）由图可知，滑轮组承担物重绳子段数：n=2，
物体上升的高度h=(1)/(2)s=(1)/(2)×2m=1m，
有用功W_有用=Gh=1000N×1m=1000J；
（2）拉力做的总功W_总=Fs=600N×2m=1200J，
拉力的功率P=(W总)/(t)=(1200J)/(20S)=60W；
（3）滑轮组的机械效率η=(W有)/(W总)×100%=(1000J)/(1200J)×100%≈83.3%；
（4）由F=(1)/(2)（G+G_动）得，
动滑轮重：G_动=2F-G=2×600N-1000N=200N，
（5）第二次的拉力F₂=(1)/(2)（G₂+G_动）=(1)/(2)×（2000N+200N）=1100N．
答：（1）有用功为1000J；
（2）拉力的功率为60W；
（3）滑轮组的机械效率是83.3%；
（4）动滑轮重为200N；
（5）若提升2000N的货物，绳子自由端的拉力为1100N．