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45
总功
150J
70%
75%

匀速
0.30
80.0
增加提升物体的重力
1
解:​$(1)$​拉力做的有用功​$W_{有用}=Gh=450\ \mathrm {N}×4\ \mathrm {m}=1800\ \mathrm {J} $​
​$(2)$​提升物体所用的时间​$t=\frac {h}{v}=\frac {4\ \mathrm {m}}{0.2\ \mathrm {m/s}}=20\ \mathrm {s}$​,
拉力做的功​$W_{总}=Pt=120\ \mathrm {W}×20\ \mathrm {s}=2400\ \mathrm {J}$​,
滑轮组的机械效率​$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}} ×100\%=\frac {1800\ \mathrm {J}}{2400\ \mathrm {J}} ×100\%=75\%$​
​$(3)$​自由端移动的距离​$s=nh=3×4\ \mathrm {m}=12\ \mathrm {m}$​,
由​$W_{总}=Fs_{可知}$​,拉力​$F=\frac {W_{总}}{s}=\frac {2400\ \mathrm {J}}{12\ \mathrm {m}}=200\ \mathrm {N}$​
因为不计绳重和摩擦时​$F=\frac {1}{n} (G+G_{动})$​,
所以动滑轮的重力​$G_{动}=nF-G=3×200\ \mathrm {N}-450\ \mathrm {N}=150\ \mathrm {N}$​,
工人通过滑轮组向下拉绳子时的最大拉力​$F_{最大}=G_{人}=500\ \mathrm {N}$​,
工人可以拉起的最大物重​$G_{最大}=nF_{最大}-G_{动}=3×500\ \mathrm {N}-150\ \mathrm {N}=1350\ \mathrm {N}$​