如图所示，不计绳重及摩擦，当滑轮组提起重200N的物体时，机械效率为50%．

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/11 16:02:37

（1）使用这个滑轮组至少提起多重的物体，才能省力？
（2）当物重为400N时需用多大的拉力才能使物体上升？若物体上升速度为0.5m/s，则拉力的功率为多少？
（3）如果绳子的最大拉力为800N，那么此滑轮组的机械效率为多大？

由图知，n=4，
（1）∵η=
W有用
W总=
G h
Fs=
G h
F4h=
G
F×4，
∴F=
G
η×4=
200N
50%×4=100N，
∵不考虑摩擦及绳重时，
∴F=
1
4（G+G_动），
即：100N=
1
4（200N+G_动），
∴G_动=200N，
使用滑轮组要省力，即F＜G，
∴
1
4（G+G_动）＜G，
G＞
1
3G_动=
1
3×200N≈66.7N；
（2）∵不考虑摩擦及绳重时，提升400N重物时，
F′=
1
4（G′+G_动）=
1
4（400N+200N）=150N，
拉力端移动的速度：
v=0.5m/s×4=2m/s，
拉力的功率：
P=Fv=150N×2=300W；
（3）最大拉力为800N时，
∵F″=
1
4（G″+G_动）
即：800N=
1
4（G″+200N），
∴G″=3000N，
此时的机械效率：
η″=
W″有用
W″总=
G″ h
F″s=
G″ h
F″4h=
G″
F″×4=
3000N
800N×4≈93.8%．
答：（1）使用这个滑轮组至少提起66.7N的物体，才能省力；
（2）当物重为400N时需用150N的拉力才能使物体上升，若物体上升速度为0.5m/s，则拉力的功率为300W；
（3）如果绳子的最大拉力为800N，那么此滑轮组的机械效率为93.8%．