（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...

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）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的大小爲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：拉力所做的功爲25J；（3）拉力做功功率：P= = =5W 答：拉力的功率爲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爲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）對衣服做的功爲有用功，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．