Question

【題目】如圖是現(xiàn)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。已知晾衣架上所掛衣服總重40N，動滑輪、桿和晾衣架總重為10N．楊燕同學用力F拉動繩子自由端，在5s時間內使衣服勻速上移0.5m（不計繩重和摩擦）求：

（1）楊燕需要做的有用功；

（2）拉力的功率P；

（3）整個過程中機械效率η。

（4）如果所掛衣服的重力增加了，整個裝置的機械效率將如何變化？

Answer 1

【答案】（1）20J（2）5W（3）80%（4）變大

【解析】

（1）楊燕需要做的有用功：W有＝G衣h＝40N×0.5m＝20J；

（2）由圖可知，n＝4，不計繩重和摩擦時，繩端的拉力：F＝G總＝×（10N+50N）＝12.5N，

拉力做的總功：W總＝Fs＝Fnh＝12.5N×4×0.5m＝25J，

拉力做功的功率：P＝＝5W；

（3）整個過程中機械效率：η＝×100%＝×100%＝80%；

（4）如果所掛衣服的重力增加了，拉力所做的有用功增加，不計繩重和摩擦，額外功不變，由η＝×100%可知，整個裝置的機械效率將變大。

答：（1）楊燕需要做的有用功為20J；

（2）拉力的功率為5W；

（3）整個過程中機械效率為80%；

（4）如果所掛衣服的重力增加了，整個裝置的機械效率將變大。