Question

【題目】如圖所示為一種手搖升降晾衣架示意圖，它由4個定滑輪和2個動滑輪組成，繩子的尾端繞在一個固定在墻壁的旋輪上，旋轉搖柄可以使晾衣架升降．假設在升降過程中衣架和桿保持水平，動滑輪與桿總質量是1 kg，現晾衣架上晾有4 kg的衣服，晾衣架上升0.5 m，用時5s．(不計繩重及摩擦，g取10 N/kg)求：

(1)搖柄端繩子的拉力．

(2)拉力做的功．

(3)拉力做功的功率．

(4)手搖升降晾衣架的機械效率．

Answer 1

【答案】(1)12.5N；(2)25J；(3)5W；(4)80%

【解析】

（1）．動滑輪與桿總重力：G動=m動g=1kg×10N/kg=10N，

衣服的重力：G衣=m衣g=4kg×10N/kg=40N，

由圖知，四段繩子承重，即n=4，則搖柄端繩子的拉力為：

；

（2）．繩子移動的距離：s=4h=4×0.5m=2m，拉力做的功：

W總=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，

手搖升降晾衣架的機械效率：

。

答：（1）．搖柄端繩子的拉力為12.5N．

（2）．拉力做的功為25J．

（3）．拉力做功的功率為5W．

（4）．手搖升降晾衣架的機械效率為80%．