如图所示，工人将重为240N的物体匀速提起，在2s内绳端上升了3m，若此时滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．求（1）拉力所做的有用功是多少？（2）拉力是多少？拉力的功率是多少？

Question

如图所示，工人将重为240N的物体匀速提起，在2s内绳端上升了3m，若此时滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．求
（1）拉力所做的有用功是多少？
（2）拉力是多少？拉力的功率是多少？
（3）若将540N的物体匀速提高1m，此时滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

（1）由图知，n=3，
∵s=3h，s=3m，
∴h=(1)/(3)s=(1)/(3)×3m=1m，
使用滑轮组做的有用功：
W_有用=Gh=240N×1m=240J；
∵η=(W有用)/(W总)，
∴使用滑轮组做的总功：
W_总=(W有用)/(η)=(240J)/(80%)=300J；
∵W_总=Fs，
∴F=(W总)/(s)=(300J)/(3m)=100N，
∵不计绳重和摩擦，拉力F=(1)/(3)（G_物+G_轮），
即：100N=(1)/(3)（240N+G_轮），
∴G_轮=3×100N-240N=60N，
当提升540N物体时，拉力：
F′=(1)/(3)（G_物′+G_轮）=(1)/(3)（540N+60N）=200N，
此时滑轮组的机械效率：
η=(W有用)/(W总)×100%=(G物h)/(F′s)×100%=(G物h)/(F′×3h)×100%=(G物)/(3F′)×100%=(540N)/(3×200N)×100%=90%．
答：（1）拉力所做的有用功是240J；
（2）拉力是100N；拉力的功率是150W；
（3）若将540N的物体匀速提高1m，此时滑轮组的机械效率是90%．