Question

4．用圖甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N，繩重和摩擦力不計(jì)．則作用在繩子末端的拉力和機(jī)械效率為（　�。�

• A． F_甲=F_乙；η_甲=η_乙
• B． F_甲＜F_乙；η_甲＜η_乙
• C． F_甲＞F_乙；η_甲＜η_乙
• D． F_甲＞F_乙；η_甲＞η_乙

Answer 1

分析 解決此題要知道定滑輪是軸固定不動(dòng)的滑輪，動(dòng)滑輪是軸隨被拉物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪； 使用定滑輪不省力但能改變力的方向，使用動(dòng)滑輪能省一半力，但費(fèi)距離；
求解機(jī)械效率可以利用公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%，其中W_有是克服物體重力做的功，W_總是拉力做的功．

解答 解：（1）由圖可知，甲滑輪是定滑輪，繩重和摩擦不計(jì)，使用該滑輪不省力，
所以拉力等于物體的重力，F(xiàn)_甲=G=100N；
乙滑輪是動(dòng)滑輪，繩重和摩擦不計(jì)，使用該滑輪可以省一半的力，
即拉力等于物體和滑輪總重力的一半，F(xiàn)_乙=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）=$\frac{1}{2}$×（100N+20N）=60N，
所以，F(xiàn)_甲＞F_乙；故AB錯(cuò)誤；
（2）兩幅圖中物體的重力相同，當(dāng)提升高度相同時(shí)，由W_有=Gh可知，有用功是相同的；但乙圖中還要克服動(dòng)滑輪的重力做額外功，則乙圖比甲圖做的總功要多，結(jié)合η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%可知，有用功相同時(shí)，總功越大的，機(jī)械效率越小，所以乙的機(jī)械效率低，即η_甲＞η_乙，故C錯(cuò)誤，D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了定滑輪和動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)，并比較了它們之間的機(jī)械效率，知道使用定滑輪和動(dòng)滑輪做的總功的區(qū)別是解決此題的關(guān)鍵．