問題詳情:
(2017•深圳)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,其實就是通過一些簡單機械的組合來實現此功能的.已知晾衣架上所掛一幅質量為4kg,動滑輪、杆和晾衣架總質量為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)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 答:繩子自由端拉力F的大小為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 答:拉力所做的功為25J; (3)拉力做功功率:P= = =5W 答:拉力的功率為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%. 答:整個過程中機械效率為80%. 【考點】滑輪組繩子拉力的計算,功的計算,滑輪(組)的機械效率,功率的計算 【解析】(1)先利用G=mg求出衣服、動滑輪、杆和晾衣架的總重力,出由圖知,使用滑輪組承擔物重的繩子股數n=4,不計繩重和摩擦,拉力F= G;(2)利用s=4h求拉力端移動的距離,再利用W=Fs求拉力做功;(3)利用P= 求拉力做功功率;(4)對衣服做的功為有用功,利用W有用=Gh計算,再利用效率公式求整個過程中機械效率.
知識點:力和機械 單元測試
題型:計算題