問題詳情:
如圖是現代家庭使用的升降衣架的結構示意圖,它可以很方便晾起洗好的衣服,其實就是透過一些簡單機械的組合來實現此功能的。已知晾衣架上所掛衣服質量爲4kg,動滑輪、杆和晾衣架總質量爲1kg。小燕同學用力F拉動繩子自由端,在5s時間內使衣服勻速上移0.5m(g=10N/kg,不計繩重和摩擦)求:
(1)繩子自由端拉力F的大小;
(2)拉力所做的功W;
(3)拉力的功率P;
(4)整個過程中機械效率η。
【回答】
(1)12.5N;(2)25J;(3)5W;(4)80%
【詳解】
(1)由圖知,使用滑輪組承擔物重的繩子股數n=4,所承受的總重力
G總=m總g=(4kg+1kg)×10N/kg=50N
不計繩重和摩擦,拉力
F=G總=×50N=12.5N
(2)拉力端移動的距離
s=4h=4×0.5m=2m
拉力做功
W總=Fs=12.5N×2m=25J
(3)拉力做功功率
P==5W
(4)有用功
W有用=G衣h=m衣gh=4kg×10N/kg×0.5m=20J
整個過程中機械效率
η=×100%=80%
知識點:滑輪
題型:計算題