Question

如图所示，小明用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则小明所用的拉力F_甲______F_乙（选填“＞”、“＜”或“=”，下同），其机械效率η_甲______η_乙．小明所做的总功W_甲______ W_乙．

Answer 1

【答案】分析：（1）动滑轮和定滑轮的使用特点：使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向；使用动滑轮不能改变动力的方向，但能省力．
（2）运用滑轮来提起重物时，所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功；不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重做的功就是额外功，使用定滑轮的机械效率就是100%．
（3）当有用功一定时，做的额外功越多，机械效率越低．
解答：解：由定滑轮的使用特点可知：F_甲=G；F_乙=G，所以F_甲＞F_乙．
如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由η=×100%可知定滑轮的机械效率高，所以η_甲＞η_乙．
∵甲图和乙图所提升的物体的质量相同，并且提升相同的高度，
∴由公式W_有用=Gh=mgh可知，在甲图和乙图中所做的有用功相同；
而在不计绳重和摩擦时，使用定滑轮不需要做额外功，使用动滑轮，由于要克服动滑轮的重力做额外功；
由公式W_总=W_有用+W_额外可知，W_甲＜W_乙．
故答案为：＞；＞；＜．
点评：本题的解题关键是知道使用动滑轮要克服动滑轮重力做功，在有用功相同的情况下，使用动滑轮所做的做功多．