Question

工人师傅用如图所示的滑轮组，提升重360N的物体A，使物体A以0.1m/s的速度匀速上升．此时滑轮组的机械效率为75%．（不计绳重和轴摩擦）求：

（1）绳子自由端拉力F的功率．
（2）用此滑轮组提升重480N的物体B匀速上升时，此滑轮组的机械效率．

Answer 1

（1）绳子自由端拉力的功率为48W；（2）此滑轮组提升重480N的物体B匀速上升时，此滑轮组的机械效率为80%．

（1）因为η= W_有用/W_总=G/nF，所以F=G/nη=360N/3×75%=160N
手拉绳子的速度为v=3×0.1m/s=0.3m/s，拉力的功率为P=Fv=160N×0.3m/s=48W
（2）在使用滑轮组时，如果不考虑绳重和摩擦，第一次施加的拉力F₁=1/3（G₁+G₀）
即160N=1/3（360N+G₀），解得G₀=120N
当提起G₂=480N的物体时，动滑轮重保持不变
所以第二次的机械效率为η₂=G₂ /(G₂+G₀ ）=480N/(480N+120N)×100%=80%