Question

【題目】如圖是現(xiàn)代家庭使用的升降衣架的結(jié)構(gòu)示意圖，它可以很方便晾起洗好的衣服，其實(shí)就是通過一些簡單機(jī)械的組合來實(shí)現(xiàn)此功能的．已知晾衣架上所掛一幅質(zhì)量為4kg，動(dòng)滑輪、桿和晾衣架總質(zhì)量為1kg．小燕同學(xué)用力F拉動(dòng)繩子自由端，在5s時(shí)間內(nèi)使衣服勻速上移0.5m（g=10N/kg，不計(jì)繩重和摩擦）求：

(1)繩子自由端拉力F的大小；

(2)拉力所做的功W；

(3)拉力的功率P；

(4)整個(gè)過程中機(jī)械效率η．

Answer 1

【答案】（1）12.5N；（2）25J；（3）80%

【解析】

試題分析：（1）由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=4，所承受的總重力： G總=m總g=（4kg+1kg）×10N/kg=50N，不計(jì)繩重和摩擦，拉力：F= G總= ×50N=12.5N；（2）拉力端移動(dòng)的距離s=4h=4×0.5m=2m， 拉力做功：W總=Fs=12.5N×2m=25J；（3）拉力做功功率：P= = =5W；（4）有用功：W有用=G衣h=m衣gh=4kg×10N/kg×0.5m=20J，整個(gè)過程中機(jī)械效率：η= = ×100%=80%。