Question

如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在10s内竖直上升了1m，人拉绳的力为250N．

如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在10s内竖直上升了1m，人拉绳的力为250N．试问：（1）人拉绳子做功的功率为多少？（2）滑轮组的机械效率为多少？（3）若用这个滑轮组提起350N的物体，所用拉力为多少？

Answer 1

第（3）问中物体的重力与开始时所说的物体重力相等，这样拉力结果当然就是250牛了。我想可能是把（3）中的重力数值弄错了。
已知：G＝350牛，t＝10秒，h＝1米，F＝250牛
求：（1）P拉；（2）η；（3）F
解：（1）从图中可看出，绳子有2段。
即物体上升 h＝1米时，绳子自由端移动距离就是　H＝2h＝2米
所以人拉绳子做功的功率是　P拉＝F*H / t＝250* 2 / 10＝50 瓦
（2）机械效率是　η＝W用 / W总＝Gh /（FH）
得　η＝350 * 1 / ( 250 * 2)*100%＝70%
（3）该问中物体重力仍等于前面的数值350牛，所以拉力数值就等于250牛。

注：若第（3）问中物体重力数值改为其他数值 G0，则可先由前面第（1）问的情况求出动滑轮的重力 G轮，再由　2* F拉＝G0＋G轮　来得到拉力数值 F拉。
在第（1）问的情况下，有　2* F＝G轮＋G，所以　G轮＝2*F－G＝2*250－350＝150牛。

Answer 2

（1）绳子末端移动的距离：
s=2h=2×1m=2m，
拉力做功：
W总=Fs=250N×2m=500J，
拉力做功功率为：
P=
W
t
=
500J
10s
=50W；
（2）对物体做有用功：
W有=Gh=350N×1m=350J，
滑轮组的机械效率：
η=
W有用
W总
×100%=
350J
500J
×100%=70%；
（3）∵不计绳重和摩擦，
∴克服动滑轮重做的额外功：
W额=W总-W有=500J-350J=150J，
∵W额=G轮h
∴G轮=
W额
h
=
150J
1m
=150N．