Question

4．用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计．则作用在绳子末端的拉力和机械效率为（　　）

• 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 解决此题要知道定滑轮是轴固定不动的滑轮，动滑轮是轴随被拉物体一起运动的滑轮； 使用定滑轮不省力但能改变力的方向，使用动滑轮能省一半力，但费距离；
求解机械效率可以利用公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%，其中W_有是克服物体重力做的功，W_总是拉力做的功．

解答 解：（1）由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，
所以拉力等于物体的重力，F_甲=G=100N；
乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，
即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，F_乙=$\frac{1}{2}$（G+G_动）=$\frac{1}{2}$×（100N+20N）=60N，
所以，F_甲＞F_乙；故AB错误；
（2）两幅图中物体的重力相同，当提升高度相同时，由W_有=Gh可知，有用功是相同的；但乙图中还要克服动滑轮的重力做额外功，则乙图比甲图做的总功要多，结合η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以乙的机械效率低，即η_甲＞η_乙，故C错误，D正确．
故选D．

点评 此题考查了定滑轮和动滑轮的工作特点，并比较了它们之间的机械效率，知道使用定滑轮和动滑轮做的总功的区别是解决此题的关键．