Question

【题目】如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，它由4个定滑轮和2个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降．假设在升降过程中衣架和杆保持水平，动滑轮与杆总质量是1 kg，现晾衣架上晾有4 kg的衣服，晾衣架上升0.5 m，用时5s．(不计绳重及摩擦，g取10 N/kg)求：

(1)摇柄端绳子的拉力．

(2)拉力做的功．

(3)拉力做功的功率．

(4)手摇升降晾衣架的机械效率．

Answer 1

【答案】(1)12.5N；(2)25J；(3)5W；(4)80%

【解析】

（1）．动滑轮与杆总重力：G动=m动g=1kg×10N/kg=10N，

衣服的重力：G衣=m衣g=4kg×10N/kg=40N，

由图知，四段绳子承重，即n=4，则摇柄端绳子的拉力为：

；

（2）．绳子移动的距离：s=4h=4×0.5m=2m，拉力做的功：

W总=Fs=12.5N×2m=25J；

（3）．拉力做功的功率：

；

（4）．有用功：W有用=G衣h=40N×0.5m=20J，

手摇升降晾衣架的机械效率：

。

答：（1）．摇柄端绳子的拉力为12.5N．

（2）．拉力做的功为25J．

（3）．拉力做功的功率为5W．

（4）．手摇升降晾衣架的机械效率为80%．