如图所示，用滑轮组提升重物时，将重600N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦）．求：（1）绳子自由端拉力F为多少？（2）提升物体的过程中，额外功为多少

Question

如图所示，用滑轮组提升重物时，将重600N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦）．求：

（1）绳子自由端拉力F为多少？
（2）提升物体的过程中，额外功为多少？
（3）滑轮组的机械效率为多少？
（4）绳子自由端拉力F的功率为多少？

Answer 1

（1）由图知，通过动滑轮绳子的段数n=2，
不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力：
F=(1)/(2)（G_物+G_动）=(1)/(2)×（600N+100N）=350N；
（2）有用功：W_有用=Gh=600N×2m=1200J，
拉力端移动距离：s=2h=2×2m=4m，
总功：W_总=Fs=350N×4m=1400J，
提升重物的过程中所做的额外功：W_额=W_总-W_有用=1400J-1200J=200J；
（3）滑轮组的机械效率：
η=(W有)/(W总)×100%=(1200J)/(1400J)×100%≈85.7%；
（4）拉力F的功率：
P=(W总)/(t)=(1400J)/(10s)=140W．
答：（1）绳子自由端拉力F为350N；
（2）提升物体的过程中，额外功为200J；
（3）滑轮组的机械效率为85.7%；
（4）绳子自由端拉力F的功率为140W．