试题

如图所示用滑轮组提起重为630N的物体，绳子自由端的拉力为300N重物以0.2m/s的速度匀速上升，不计摩擦和绳重，求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力做功的功率；
（3）若绳子能承受的最大拉力为400N，则滑轮组的最大机械效率是多大？

解：（1）由图知：此滑轮组由3段绳子承担物重，则s=3h，则v_绳=3v_物
η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

630N×h

300N×3h

=70%
答：滑轮组的机械效率为70%．
（2）v_绳=3v_物=3×0.2m/s=0.6m/s
P_总=

W总

t

=

Fs

t

=Fv总=300N×0.6m/s= 180W
答：拉力做功的功率为180W．
（3）F=

1

3

(G物+G动)，所以G_动=3F-G_物=3×300N-630N=270N
F′=

1

3

（G_物′+G_动），则G_物′=3F′-G_动=3×400N-270N=930N
η_max=

W有用′

W总′

=

G物′h

F′s

=

930N×h

400N×3h

=77.5%
答：滑轮组的最大效率为77.5%．
解：（1）由图知：此滑轮组由3段绳子承担物重，则s=3h，则v_绳=3v_物
η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

630N×h

300N×3h

=70%
答：滑轮组的机械效率为70%．
（2）v_绳=3v_物=3×0.2m/s=0.6m/s
P_总=

W总

t

=

Fs

t

=Fv总=300N×0.6m/s= 180W
答：拉力做功的功率为180W．
（3）F=

1

3

(G物+G动)，所以G_动=3F-G_物=3×300N-630N=270N
F′=

1

3

（G_物′+G_动），则G_物′=3F′-G_动=3×400N-270N=930N
η_max=

W有用′

W总′

=

G物′h

F′s

=

930N×h

400N×3h

=77.5%
答：滑轮组的最大效率为77.5%．