题目

右图所示的滑轮组吊起重960N的物体，小明站在地面上用力F匀速往下拉绳，拉力F=400N时，物体以0.2m/s的速度匀速上升（不计绳重和一切摩擦）．求

（1）拉力F做功的功率为多大？
（2）此时滑轮组的机械效率为多大？
（3）若小明的重力为500N，绳能承受的最大拉力为600N，小明用此滑轮组提升物体所能达到的最大机械效率为多少？

提问时间：2021-12-31

答案

（1）绳子自由端移动的速度：
v_绳=nv_物=3×0.2m/s=0.6m/s，
拉力F做功的功率：
P=Fv=400N×0.6m/s=240W．
（2）此时滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

=

960N

400N×3

=80%．
（3）动滑轮的重力：
G_动=nF-G_物=3×400N-960N=240N，
因为人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力，
所以最大拉力为F′=500N，
提升的最大物重：
G′=3F-G_动=3×500N-240N=1260N，
此滑轮组提升物体所能达到的最大机械效率：
η′=

G′

F′n

=

1260N

500N×3

=84%．
答：（1）拉力F做功的功率为240W；
（2）此时滑轮组的机械效率为80%；
（3）小明用此滑轮组提升物体所能达到的最大机械效率为84%．

（1）由图可知绳子的有效股数为3，根据v_绳=nv_物求出绳子自由端移动的距离，根据P=Fv求出拉力F做功的功率；
（2）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功率，利用s=nh和η=

W有

W总

求出此时滑轮组的机械效率；
（3）先根据F=

1

n

（G_物+G_动）求出动滑轮的重力，人的重力决定了绳端的最大拉力，再根据F=

1

n

（G_物+G_动）求出提升的最大物重，最后利用效率公式求出最大机械效率．

本题考点：功率的计算；滑轮（组）的机械效率．

考点点评：本题关键：一是利用好使用滑轮组时，不计绳重和轴摩擦，F=

1

n

（G_物+G_动）；二是利用好功率推导公式P=Fv；三是利用好η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

．