小明同学利用如图甲所示的滑轮组将重为60N的重物G提升到高处的过程中,作用在绳端的拉力F随时间的变化情况如图像乙所示,重物上升度h与时间t的关系如图像丙所示.若不计摩擦.求：（1）1～

Question

小明同学利用如图甲所示的滑轮组将重为60N的重物G提升到高处的过程中,作用在绳端的拉力F随时间的变化情况如图像乙所示,重物上升度h与时间t的关系如图像丙所示.若不计摩擦.求：
（1）1～2s内,拉力F做的功
（2）2～3s内,滑轮组的机械效率
（3）重物匀速上升时的速度及这时拉力做功的功率
 

Answer 1

因为该轮滑装置的有效力臂为2,所以WF1=F1*2*Δh1=30*2*1.25=75J (拉力走的距离是物体上升距离的2倍)
2-3s重物做匀速直线运动,所以2-3s的过程中,物体机械能增加W=mgΔh2=60*2.5J=150J,拉力做功WF2=F*2*Δh2=40*2*2.5=200J,所以效率150/200*100%=75%
匀速上升速度v=Δh2/Δt=2.5m/s,所以做功功率P=F2*v=40*2.5W=100W