2016年6月17日，位于荆州古城东南侧的荆州关公正式开园，义园东北紧邻环境优美的护城河，南临学苑路，西临凤台路，以“义”为主题，以多种方式生动展现关公“义薄云天”的一生，世界

Question

2016年6月17日，位于荆州古城东南侧的荆州关公正式开园，义园东北紧邻环境优美的护城河，南临学苑路，西临凤台路，以“义”为主题，以多种方式生动展现关公“义薄云天”的一生，世界最大体量青铜关公雕像也正式亮相，质量约为1200t，手握70米大刀，巍然屹立，在安装现场质量为65kg的工人用如图所示滑轮组把重力为600N的配件以0.2m/s的速度匀速提起，拉力F的大小为240N（滑轮组的绳重及摩擦不计，g取10N/kg），求：

（1）动滑轮的重力；
（2）绳端拉力的功率及此时的机械效率；
（3）当工人用滑轮组匀速提起另一物体时，工人对地面的压力为310N，该配件质量多大？

Answer 1

（1）由图可知，n=3，
滑轮组的绳重及摩擦不计，拉力F=(1)/(3)（G_物+G_动），
则动滑轮重力：G_动=3F-G_物=3×240N-600N=120N；
（2）绳子自由端移动的速度：v_绳=3v_物=3×0.2m/s=0.6m/s，
拉力的功率：P=Fv_绳=240N×0.6m/s=144W；
此时的机械效率；
η=(W有用)/(W总)=(Gh)/(Fs)=(Gh)/(F3h)=(G)/(3F)=(600N)/(3×240N)×100%≈83.3%；
（3）人的重力：G=mg=65kg×10N/kg=650N，
人站在地面上时，对地面的压力F_压=G-F_拉，
则提起另一物体时绳端拉力：F_拉=G-F_压=650N-310N=340N，
因为F_拉=(1)/(3)（G_物′+G_动），
此时配件的重力：G_物′=3F_拉-G_动=3×340N-120N=900N，
配件的质量：
m′=(G物′)/(g)=(900N)/(10N/kg)=90kg．
答：（1）动滑轮的重力为120N；
（2）绳端拉力的功率为144W，此时的机械效率为83.3%；
（3）当工人用滑轮组匀速提起另一物体时，工人对地面的压力为310N，该配件质量为90kg．