Question

【题目】用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将超过100%

B．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变

C．此滑轮组动滑轮的重力为2N

D．当G物=6N时，机械效率η=66.7%

Answer 1

【答案】D

【解析】

试题分析：A、使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功．有用功与总功的比值叫机械效率；

B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，改为2段绳子承担，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由W额=Gh可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同；

C、结合图中信息，根据η====求得动滑轮的重力；

D、当G物=6N时，根据η====求得机械效率．

解：A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式η=知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能超过100%，故A错误；

B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，

因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，

忽略绳重及摩擦时，额外功：W额=G轮h，即额外功W额相同，

又因为W总=W有+W额，所以总功相同，

由η=可知，两装置的机械效率相同，即η1=η2．故B错误；

C、由图可知，G=12N，此时η=80%，

则η=====，即80%=，

解得G动=3N，故C错误；

D、G物=6N时，机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%≈66.7%．故D正确．

故选D．