装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为100kg的货物，所用的拉力F为550N，绳子自由端在50s内被拉下2m，在此过程中求：（1）拉力F所做的功和功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）滑轮组

Question

装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为100kg的货物，所用的拉力F为550N，绳子自由端在50s内被拉下2m，在此过程中求：
（1）拉力F所做的功和功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中动滑轮的重力；
（4）请简要回答动滑轮重力大小对滑轮组的机械效率有何影响？（g取10N/kg，不计绳重及滑轮摩擦）

Answer 1

（1）拉力做的功：
W_总=Fs=550N×2m=1100J，
功率P=(W)/(t)=(1100J)/(50s)=22W；
（2）货物重力：G=mg=100kg×10N/kg=1000N，
货物上升高度：h=(1)/(2)s=(1)/(2)×2m=1m，
克服货物重力所做的有用功：
W_有用=Gh=1000N×1m=1000J，
滑轮组的机械效率：
η=(W有用)/(W总)×100%=(1000J)/(1100J)×100%≈90.9%；
（3）∵F=(1)/(2)（G+G_动）
∴动滑轮重：
G_动=2F-G=2×550N-1000N=100N．
（4）当物体重力一定时，根据公式η=(W有用)/(W总)=(Gh)/((G动+G)h)=(G)/(G+G动)可知动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率就越高．
答：（1）拉力F所做的功为1100J；功率为22W；
（2）滑轮组的机械效率为90.9%；
（3）滑轮组中动滑轮的重力为100N；
（4）当被提升的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低．或被提升的重物越重，机械效率越高．