Question

手摇晾衣架利用了全部滑轮，组成了滑轮组（如图所示，部分绕线未画出）．当人用力转动滚轮10s，滚轮绕进了长4m的钢丝线，使重20N的衣架横梁匀速水平上升了1m．已知此装置的机械效率为80%，求：
（1）有用功是多大？
（2）人对摇柄做功的功率多大？
（3）按题意将滑轮组中未绕钢丝线用笔划线画出．

Answer 1

分析：（1）已知G=20N，h=1m，可结合W_有用=Gh和η=

W有用

W总

求得有用功；
（2）根据η=

W有用

W总

求得总功，利用P=

W

t

求功率；
（3）根据S=nh得到：动滑轮上绳子段数n；然后结合滑轮组使用时“奇动偶定”的特点，设计一个符合要求的滑轮组的绳子绕法．

解答：解：（1）有用功W_有用=Gh=20N×1m=20J；
（2）∵η=

W有用

W总

，
∴W_总=

W有用

η

=

20J

80%

=25J，
P=

W总

t

=

25J

10s

=2.5W．
（3）∵s=nh；
∴n=

s

h

=

4m

1m

=4；
即动滑轮上绳子段数是4股；
则绳子的固定端应从定滑轮上开始缠绕，如图：

答：（1）有用功是20J；
（2）人对摇柄做功的功率为2.5W；
（3）如上图．

点评：本题虽然考查滑轮组的有用功、总功和机械效率的计算，缠绕滑轮组的绳子时一定结合“奇动偶定”的特点来缠绕．