用如图所示的滑轮组将一货物提升2m，已知动滑轮重20N，货物重360N、上升速度是0.2m/s，拉力F的功率是120W（不计绳重）．求：（1）拉力F的大小？（2）滑轮组的机械效率η？（3）货物上升过

Question

用如图所示的滑轮组将一货物提升2m，已知动滑轮重20N，货物重360N、上升速度是0.2m/s，拉力F的功率是120W（不计绳重）．求：

（1）拉力F的大小？
（2）滑轮组的机械效率η？
（3）货物上升过程中，克服摩擦力做的功？

Answer 1

（1）由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，所以手拉绳子的速度为v₂=3v₁=3×0.2m/s=0.6m/s，
由P=(W)/(t)=(Fs)/(t)=Fv得，作用在绳子自由端的拉力为：
F=(P)/(v)=(120W)/(0.6m/s)=200N，
（2）滑轮组的机械效率：
η=(W有用)/(W总)=(Gh)/(Fs)=(Gh)/(F•3h)=(G)/(3F)=(360N)/(3×200N)×100%=60%；
（3）绳子自由端拉下的长度为s=3h=3×2m=6m，
拉力做的总功为W_总=Fs=200N×6m=1200J，
滑轮组克服物重、动滑轮重做的功为W_G=Gh=（360N+20N）×2m=760J，
滑轮组克服摩擦力做的功为W_f=W_总-W_G=1200J-760J=44J．
答：（1）绳子的拉力为200N；
（2）滑轮组的机械效率η为60%；
（3）货物上升过程中，克服摩擦力做的功为440J．