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，物体在5s内被提高了1m，在此过程中求：（1）拉力F做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）若改提400N的物体

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，物体在5s内被提高了1m，在此过程中求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若改提400N的物体，求此时的机械效率．

Answer 1

（1）F=550N，h=1m，拉力做的功W_总=Fs=2Fh=2×550N×1m=1100J，
功率P=(W)/(t)=(1100J)/(5s)=220W；
（2）m=100kg，克服物体重力所做的有用功：
W_有用=Gh=mgh=100kg×10N/kg×1m=1000J，
滑轮组的机械效率：
η=(W有用)/(W总)=(1000J)/(1100J)×100%≈91%；
（3）∵不计绳重及滑轮摩擦，
∴F=(1)/(2)（G_物+G_轮），即550N=(1)/(2)（1000N+G_轮），
解得：G_轮=100N；
当提400N的物体时：
F′=(1)/(2)（G_物′+G_轮）=(1)/(2)（400N+100N）=250N，
η′=(W′有用)/(W′总)=(G′h)/(F′s)=(G′h)/(F′2h)=(G′)/(2F′)=(400N)/(2×250N)=80%．
答：（1）拉力F做功的功率为220W；
（2）滑轮组的机械效率为91%；
（3）若改提400N的物体，求此时的机械效率80%．