【典例 3】(2024 西藏)建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为 $ 760 \, \mathrm{N} $ 的物体。在拉力 $ F $ 作用下，物体在 $ 8 \, \mathrm{s} $ 内竖直匀速上升了 $ 2 \, \mathrm{m} $。如果动滑轮重为 $ 240 \, \mathrm{N} $，不计绳重和摩擦。求：

(1)物体上升的速度；
(2)滑轮组的有用功；
(3)滑轮组的机械效率。

解析 (1)物体在 $ 8 \, \mathrm{s} $ 内竖直匀速上升了 $ 2 \, \mathrm{m} $，则物体上升的速度为：$ v = \frac{h}{t} = \frac{2 \, \mathrm{m}}{8 \, \mathrm{s}} = 0.25 \, \mathrm{m/s} $；
(2)滑轮组的有用功为：$ W_{\mathrm{有}} = Gh = 760 \, \mathrm{N} × 2 \, \mathrm{m} = 1520 \, \mathrm{J} $；
(3)不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为：
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{有}} + W_{\mathrm{额}}} × 100\% = \frac{Gh}{Gh + G_{\mathrm{动}} h} × 100\% = \frac{G}{G + G_{\mathrm{动}}} × 100\% = \frac{760 \, \mathrm{N}}{760 \, \mathrm{N} + 240 \, \mathrm{N}} × 100\% = 76\%$
答案 (1)物体上升的速度为 $ 0.25 \, \mathrm{m/s} $；
(2)滑轮组的有用功为 $ 1520 \, \mathrm{J} $；
(3)滑轮组的机械效率为 $ 76\% $。
方法技巧 简单机械的三种功和机械效率