题目内容

3.甲、乙两人用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的a、b两个滑轮组,把相同物体提升了相同的高度,则两滑轮组的效率η、η之比及甲、乙两人所用的力F1、F2之比分别是(不计摩擦及绳重)(  )
A.1:1  3:2B.1:1  2:3C.2:3  2:3D.3:2  3:2

分析 (1)甲、乙两人用相同的滑轮和绳子组成的滑轮组,把相同物体提升了相同的高度,在不计绳重和机械摩擦情况下,做的有用功相同,额外功相同,根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$即可解答;
(2)在不计摩擦和绳重的情况下,甲图有二段绳子在拉动滑轮和重物,故甲拉力为F1=$\frac{1}{2}$(G+G);乙图有三段绳子在拉重物,故乙拉力F2=$\frac{1}{3}$(G+G).

解答 解:(1)因为甲、乙两人用滑轮组把相同的物体提升了相同的高度,所以所做的有用功相等.由于不计摩擦及绳重,所做的额外功就是克服动滑轮的重力所做的功,因此额外功相等,
根据机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可知,
两滑轮组机械效率相同,即η:η=1:1.
(2)甲、乙两人所用的拉力的大小与承担物重的绳子的股数有关,a滑轮组由2股绳承担,即F1=$\frac{1}{2}$(G+G);
b滑轮由3股绳子承担,即F2=$\frac{1}{3}$(G+G),
所以F1:F2=$\frac{1}{2}$(G+G):$\frac{1}{3}$(G+G)=3:2.
故选:A.

点评 本题考查滑轮组的省力特点和对机械效率概念的理解,掌握好“在不计绳重和机械摩擦情况下,有用功就是提升重物所做的功,额外功就是提升动滑轮所做的功”这一关系,在有些题目里能较快地得到答案.

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