Question

19．在探究动滑轮最多可以省一半力时，要注意竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，如图（不计摩擦和绳重），用相同的滑轮，提升相同的物体，使用动滑轮和滑轮组时的拉力分别为F₁、F₂，机械效率分别为η₁、η₂，则F₁＞F₂，η₁=η₂．（选填“＞”或“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1））“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮重和摩擦是客观存在的，
使用动滑轮时，只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力的力臂才等于轮的直径，动滑轮实质上是一个动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆；
（2）不计摩擦和绳重，根据F=$\frac{G+{G}_{动}}{n}$即可比较使用动滑轮和滑轮组时的拉力大小关系；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$×100%=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$×100%即可比较使用动滑轮和滑轮组时的机械效率．

解答 解：（1）使用动滑轮能省一半力是在理想情况得出的结论，而实际中动滑轮的物重和摩擦是客观存在的．
只有竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，拉力的力臂才等于轮的直径时，才能得出“使用动滑轮能省一半的力”．
（2）不计摩擦和绳重，由F=$\frac{G+{G}_{动}}{n}$得，
使用动滑轮时的拉力F₁=$\frac{G+{G}_{动}}{2}$，
使用滑轮组时的拉力F₂=$\frac{G+{G}_{动}}{3}$，
因为动滑轮相同，物重相同，所以使用动滑轮和滑轮组时的拉力：F₁＞F₂；
（3）因为不计摩擦和绳重，动滑轮相同，物重相同，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$×100%=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$×100%可知，
使用动滑轮和滑轮组时的机械效率：η₁=η₂．
故答案为：竖直向上；＞；=．

点评 此题考查了学生动滑轮和滑轮组的省力特点以及机械效率的理解和掌握，关键是不计摩擦和绳重时拉力F=$\frac{G+{G}_{动}}{n}$和机械效率η=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$×100%的熟练应用，具有一定的难度．