用如图的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为120N，动滑轮重60N，绳重与摩擦不计．求：（1）用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升？（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它匀速上升

问题描述：

用如图的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为120N，动滑轮重60N，绳重与摩擦不计．求：（1）用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升？（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它匀速上升，问人加在绳子自由端的拉力是多大？此时滑轮组的机械效率是多大？当物体以0.5m/s的速度上升时，拉力的功率是多大？（3）该滑轮组的机械效率最高可达到多少？

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最佳答案：

已知：F最大=120N  G动=60N  n=3  G=240N  vG=0.5m/s求：（1）G最大=？；（2）F=？η=？P=？；（3）η最大=？．（1）∵F=

1

3

（G+G动），∴滑轮组提起的最大物重为G最大=3F最大-G动=3×120N-60N=300N；（2）滑轮组提起重240N的物体，绳子自由端的拉力是F=

1

3

（G+G动）=

1

3

×（240N+60N）=100N；滑轮组的机械效率为η=

W有用

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

3Fh

×100%=

G

3F

×100%=

240N

3×100N

×100%=80%；绳子自由端移动的速度为vF=3vG=3×0.5m/s=1.5m/s，拉力的功率为P=

W

t

=

Fs

t

=FvF=100N×1.5m/s=150W；（3）滑轮组能够达到的最大机械效率为η最大=

G最大

3F最大

×100%=

300N

3×120N

×100%≈83.3%．答：（1）用此滑轮组最多能将300N的物体匀速提升；（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它匀速上升，人加在绳子自由端的拉力是100N；此时滑轮组的机械效率是80%；当物体以0.5m/s的速度上升时，拉力的功率是150W；（3）该滑轮组的机械效率最高可达到83.3%．