5. 如图所示,工人用滑轮组提升重物,已知重物重力$G_{物}=1\ 000\ \mathrm{N}$,动滑轮的重力$G_{动}=200\ \mathrm{N}$。在工人用力$F$的作用下,重物匀速上升,30 s达到规定高度6 m处。不计绳重和机械之间的摩擦。
(1)求拉力做功的功率。
(2)求滑轮组的机械效率。(结果保留到0.1%)
(3)若用该装置提升另一重物时,机械效率达到90%,则该重物的重力是多少？

(1)有用功$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{物}}h=1\ 000\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=6\ 000\ \mathrm{J}$;不计绳重和机械之间的摩擦,额外功$W_{\mathrm{额外}}=G_{\mathrm{动}}h=200\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=1\ 200\ \mathrm{J}$;总功$W_{\mathrm{总}}=W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额外}}=6\ 000\ \mathrm{J}+1\ 200\ \mathrm{J}=7\ 200\ \mathrm{J}$;拉力做功的功率$P=\dfrac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\dfrac{7\ 200\ \mathrm{J}}{30\ \mathrm{s}}=240\ \mathrm{W}$。
(2)滑轮组的机械效率$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}=\dfrac{6\ 000\ \mathrm{J}}{7\ 200\ \mathrm{J}}≈83.3\%$。
(3)不计绳重和机械之间的摩擦,根据$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}=\dfrac{G_{\mathrm{物}}h}{G_{\mathrm{物}}h+G_{\mathrm{动}}h}=\dfrac{G_{\mathrm{物}}}{G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}}}$可知,机械效率达到90%时,有$90\%=\dfrac{G_{\mathrm{物}}'}{G_{\mathrm{物}}'+200\ \mathrm{N}}$,解得$G_{\mathrm{物}}'=1\ 800\ \mathrm{N}$。

6.如图甲所示，用滑轮组提升重为600 N的物体，物体在拉力F的作用下20 s内匀速上升了8 m。此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求：
(1)拉力F的功率。
(2)滑轮组的机械效率。

(1)由图乙知,20 s内拉力做的总功$W_{\mathrm{总}}=6\ 000\ \mathrm{J}$,所以拉力$F$的功率$P=\dfrac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\dfrac{6\ 000\ \mathrm{J}}{20\ \mathrm{s}}=300\ \mathrm{W}$。
(2)克服物体的重力做的有用功$W_{\mathrm{有用}}=Gh=600\ \mathrm{N}×8\ \mathrm{m}=4\ 800\ \mathrm{J}$,滑轮组的机械效率$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}=\dfrac{4\ 800\ \mathrm{J}}{6\ 000\ \mathrm{J}}=80\%$。