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），則兩個裝置的機械效率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滑輪，再根據(jù)不計繩重和摩擦?xí)r動滑輪和定滑輪的省力特點判斷拉力的大小關(guān)系；
（2）運用滑輪來提起重物時，所做的有用功就是克服物體自身重力所做的功；不計繩重和摩擦，克服動滑輪的重做的功就是額外功，使用定滑輪的機械效率就是100%，根據(jù)W=Fs判斷出拉力做功的大小，再利用機械效率公式η=比較機械效率大�。�
解答：解：
（1）a圖中使用的是定滑輪，不省力，不計繩重和摩擦，拉力F₁=G，
b圖中使用的是動滑輪，能省一半力，不計繩重和摩擦，拉力F₂=（G+G_動），
∵G_動小于G，
∴G＞（G+G_動），
即拉力F₁大于F₂．
（2）不計繩重和摩擦，所以a圖中拉力F₁做的功：
W_1總=F₁s=Gh，
b圖中拉力F₂移動的距離：s=2h，
拉力F₂做的功：W_2總=F₂s=（G+G_動）×2h=Gh+G_動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)機械效率公式η=可知，在有用功相同的情況下，機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圖滑輪的機械效率小于a圖滑輪的機械效率．
故答案為：大于，大于．
點評：此題主要考查的是學(xué)生對滑輪組繩子的拉力、功的計算公式和機械效率計算公式的理解和掌握，有一定難度．