题目内容
【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．
【答案】
（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
答：绳子自由端拉力F的大小为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
答：拉力所做的功为25J；
（3）拉力做功功率：P= 
= 
=5W
答：拉力的功率为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%．
答：整个过程中机械效率为80%．
【解析】（1）先利用G=mg求出衣服、动滑轮、杆和晾衣架的总重力，出由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=4，不计绳重和摩擦，拉力F= G；（2）利用s=4h求拉力端移动的距离，再利用W=Fs求拉力做功；（3）利用P= 
求拉力做功功率；（4）对衣服做的功为有用功，利用W有用=Gh计算，再利用效率公式求整个过程中机械效率．
【考点精析】认真审题，首先需要了解滑轮组绳子拉力的计算(1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担，用n 表示．2、确定重物的上升距离，和拉力F 的绳端的移动距离；重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是：nh；3、看是否计动滑轮的重力．（绳重与摩擦一般情况都不计）当不计动滑轮重力时，拉力F = (1/n)G物 ；当计动滑轮重力时，拉力F = (1/n)（G物 + G轮）)，还要掌握功的计算(功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m)的相关知识才是答题的关键．
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