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lkg，現晾衣架上晾有4kg的衣服，晾衣架上升lm，用時5s．（不計繩重及摩擦，g取10N/kg）求：

（1）搖柄端繩子上的拉力；

（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) 50J (3) 10W (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，

由圖可知n=4，

不計繩重及摩擦，則搖柄端繩子上的拉力：

F===12.5N；

(2)搖柄上繩子移動的距離：

s=4h=4×1m=4m，

則拉力做的功：

W總=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，

則手搖升降晾衣架的機械效率：

η= ×100%=×100%=80%.

答：(1)搖柄端繩子上的拉力為12.5N；

(2)拉力做的功為50J；

(3)拉力做功的功率為10W；

(4)手搖升降晾衣架的機械效率為80%.