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lkg，现晾衣架上晾有4kg的衣服，晾衣架上升lm，用时5s．（不计绳重及摩擦，g取10N/kg）求：

（1）摇柄端绳子上的拉力；

（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) 50J (3) 10W (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，

由图可知n=4，

不计绳重及摩擦，则摇柄端绳子上的拉力：

F===12.5N；

(2)摇柄上绳子移动的距离：

s=4h=4×1m=4m，

则拉力做的功：

W总=Fs=12.5N×4m=50J；

(3)拉力做功的功率：

P===10W；

(4)有用功：

W有用=G衣h=40N×1m=40J，

则手摇升降晾衣架的机械效率：

η= ×100%=×100%=80%.

答：(1)摇柄端绳子上的拉力为12.5N；

(2)拉力做的功为50J；

(3)拉力做功的功率为10W；

(4)手摇升降晾衣架的机械效率为80%.