Question

如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，2s内物体上升的高度为4m，已知所做的额外功为1200J．（不计绳重

如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，2s内物体上升的高度为4m，已知所做的额外功为1200J．（不计绳重和摩擦）（1）绳自由端拉力的功率？（2）滑轮组的机械效率为多大？（3）若用此滑轮组匀速提起2400N的重物，作用在绳子自由端的拉力为多少？

Answer 1

（1）由图知，n=3，
绳子自由端移动的距离s=3h=3×4m=12m，
克服物体重力做的功：
W_有=Gh=1200N×4m=4800J，
拉力做的功：
W_总=W_有+W_额=4800J+1200J=6000J，
拉力做功功率：
P=

W总

t

=

6000J

2s

=3000W．
（2）滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

4800J

6000J

×100%=80%；
（3）∵不计绳重和摩擦，
∴W_额=G_轮h=G_轮×4m=1200J，
动滑轮的重：
G_动=300N，
用此滑轮组匀速提起2400N的重物，拉力：
F=

1

3

（G_物+G_轮）=

1

3

（2400N+300N）=900N．
答：（1）绳自由端拉力的功率为3000W；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）若用此滑轮组匀速提起2400N的重物，作用在绳子自由端的拉力为900N．