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。己知晾衣架上所挂衣服质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg。小燕用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m.(g取10N/kg,不计绳重和摩擦)求:

(1)绳子自由端拉力F的大小

(2) 拉力的功率P

(3) 整个过程中机械效率。

Answer 1

【答案】(1) 12.5N； (2) 5W； (3)80%

【解析】（1）先利用求出衣服、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；利用求拉力端移动的距离，再利用求拉力做功；

（2）利用求拉力做功功率；

（3）对衣服做的功为有用功，利用计算，再利用效率公式求整个过程中机械效率。

解答：（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：，不计绳重和摩擦，拉力：；

（2）拉力端移动的距离，拉力做功：，拉力做功功率：；

（3）有用功：，整个过程中机械效率：。

答：（1）绳子自由端拉力F的大小为12.5N；

（2）拉力的功率为5W；

（3）整个过程中机械效率80%。