Question

如圖所示，A物體重力為50牛，若分別使用圖（a）和（b）的裝置將A物體勻速提升2米（不計(jì)繩重和摩擦，物重遠(yuǎn)大于滑輪重），則拉力F₁    F₂ （選填“大于”、“等于”或“小于”，下同），則兩個(gè)裝置的機(jī)械效率η₁    η₂．

Answer 1

【答案】分析：（1）先判斷a和b中用的是定滑輪還是動(dòng)滑輪，再根據(jù)不計(jì)繩重和摩擦?xí)r動(dòng)滑輪和定滑輪的省力特點(diǎn)判斷拉力的大小關(guān)系；
（2）運(yùn)用滑輪來提起重物時(shí)，所做的有用功就是克服物體自身重力所做的功；不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪的重做的功就是額外功，使用定滑輪的機(jī)械效率就是100%，根據(jù)W=Fs判斷出拉力做功的大小，再利用機(jī)械效率公式η=比較機(jī)械效率大�。�
解答：解：
（1）a圖中使用的是定滑輪，不省力，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F₁=G，
b圖中使用的是動(dòng)滑輪，能省一半力，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F₂=（G+G_動(dòng)），
∵G_動(dòng)小于G，
∴G＞（G+G_動(dòng)），
即拉力F₁大于F₂．
（2）不計(jì)繩重和摩擦，所以a圖中拉力F₁做的功：
W_1總=F₁s=Gh，
b圖中拉力F₂移動(dòng)的距離：s=2h，
拉力F₂做的功：W_2總=F₂s=（G+G_動(dòng)）×2h=Gh+G_動(dòng)h，
∴W₁＜W₂；
將相同的重物提升相同的高度，根據(jù)公式W_有用=Gh可知，拉力做的有用功是相同的；
根據(jù)機(jī)械效率公式η=可知，在有用功相同的情況下，機(jī)械效率和總功大小成反比，由上面的分析可知b圖中拉力F₂做的總功大于a圖中拉力F₁做的總功，所以b圖滑輪的機(jī)械效率小于a圖滑輪的機(jī)械效率．
故答案為：大于，大于．
點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)滑輪組繩子的拉力、功的計(jì)算公式和機(jī)械效率計(jì)算公式的理解和掌握，有一定難度．