试题

如图所示，工人将重为240N的物体匀速提起，在2s内绳端上升了3m，若此时滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．求
（1）拉力所做的有用功是多少？
（2）拉力是多少？拉力的功率是多少？
（3）若将540N的物体匀速提高1m，此时滑轮组的机械效率是多少？

解：
（1）由图知，n=3，
∵s=3h，s=3m，
∴h=

1

3

s=

1

3

×3m=1m，
使用滑轮组做的有用功：
W_有用=Gh=240N×1m=240J；
∵η=

W有用

W总

，
∴使用滑轮组做的总功：
W_总=

W有用

η

=

240J

80%

=300J；
∵W_总=Fs，
∴F=

W总

s

=

300J

3m

=100N，
∵不计绳重和摩擦，拉力F=

1

3

（G_物+G_轮），
即：100N=

1

3

（240N+G_轮），
∴G_轮=3×100N-240N=60N，
当提升540N物体时，拉力：
F′=

1

3

（G_物′+G_轮）=

1

3

（540N+60N）=200N，
此时滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

G物h

F′s

×100%=

G物h

F′×3h

×100%=

G物

3F′

×100%=

540N

3×200N

×100%=90%．
答：（1）拉力所做的有用功是240J；
（2）拉力是100N；拉力的功率是150W；
（3）若将540N的物体匀速提高1m，此时滑轮组的机械效率是90%．
解：
（1）由图知，n=3，
∵s=3h，s=3m，
∴h=

1

3

s=

1

3

×3m=1m，
使用滑轮组做的有用功：
W_有用=Gh=240N×1m=240J；
∵η=

W有用

W总

，
∴使用滑轮组做的总功：
W_总=

W有用

η

=

240J

80%

=300J；
∵W_总=Fs，
∴F=

W总

s

=

300J

3m

=100N，
∵不计绳重和摩擦，拉力F=

1

3

（G_物+G_轮），
即：100N=

1

3

（240N+G_轮），
∴G_轮=3×100N-240N=60N，
当提升540N物体时，拉力：
F′=

1

3

（G_物′+G_轮）=

1

3

（540N+60N）=200N，
此时滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

G物h

F′s

×100%=

G物h

F′×3h

×100%=

G物

3F′

×100%=

540N

3×200N

×100%=90%．
答：（1）拉力所做的有用功是240J；
（2）拉力是100N；拉力的功率是150W；
（3）若将540N的物体匀速提高1m，此时滑轮组的机械效率是90%．