Question

【题目】如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的．已知晾衣架上所挂一幅质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg．小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m（g=10N/kg，不计绳重和摩擦）求：

(1)绳子自由端拉力F的大小；

(2)拉力所做的功W；

(3)拉力的功率P；

(4)整个过程中机械效率η．

Answer 1

【答案】（1）12.5N；（2）25J；（3）80%

【解析】

试题分析：（1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=4，所承受的总重力： G总=m总g=（4kg+1kg）×10N/kg=50N，不计绳重和摩擦，拉力：F= G总= ×50N=12.5N；（2）拉力端移动的距离s=4h=4×0.5m=2m， 拉力做功：W总=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，整个过程中机械效率：η= = ×100%=80%。