试题与答案

如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图,它由4个定滑轮和2个动滑轮组成,绳子的尾端绕

题型:计算题

题目:

如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图,它由4个定滑轮和2个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,摇动旋轮的摇柄可以使晾衣架升降,假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平。第一次晾晒衣物时,将重150N的衣物(含横梁及晾衣架)以0.12m/s的速度匀速提起1.2m,在此过程中旋轮牵引绳子的拉力F1所做的功是200J。第二次晾晒衣物时,旋轮牵引绳子的拉力大小为40N,使衣物匀速上升1m,在提升衣物(含横梁及晾衣架)过程中滑轮组的机械效率比第一次降低了1%。旋轮的摩擦及细绳的质量均忽略不计,动滑轮的总重为2 N,取g= 10N/kg。求:

(1)拉力F1做功的功率;

(2)第一次利用该晾衣架提升衣物过程中,滑轮组的机械效率;

(3)第二次利用该晾衣架提升衣物过程中,需克服摩擦力做多少功。

答案:

(1)20W(2)90%(3)15.6J

题目分析:(1)第一次提升衣物升所用的时间 =10s          1分

拉力F1做功的功率  P1==20W         1分

(2)第一次利用晾衣架提升衣物的机械效率

η1==90%           2分

(3)第二次利用晾衣架提升衣物的机械效率 η21-1%=89%

总功  W′=F2s′=40N×4×1m=160J             1分

有用功  W′=η2      W′=142.4J

克服动滑轮总重做功  W=Gh′=2N×1m=2J

需克服摩擦力做功  Wf=W′- W′- W= 160J-142.4J-2J=15.6J          1分

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