Question

【題目】如圖是現代家庭使用的升降衣架的結構示意圖，它可以很方便晾起洗好的衣服，其實就是通過一些簡單機械的組合來實現此功能的．已知晾衣架上所掛一幅質量為4kg，動滑輪、桿和晾衣架總質量為1kg．小燕同學用力F拉動繩子自由端，在5s時間內使衣服勻速上移0.5m（g=10N/kg，不計繩重和摩擦）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)整個過程中機械效率η．

Answer 1

【答案】（1）12.5N；（2）25J；（3）80%

【解析】

試題分析：（1）由圖知，使用滑輪組承擔物重的繩子股數n=4，所承受的總重力： G總=m總g=（4kg+1kg）×10N/kg=50N，不計繩重和摩擦，拉力：F= G總= ×50N=12.5N；（2）拉力端移動的距離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，整個過程中機械效率：η= = ×100%=80%。