Question

20．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计．图甲中F_甲=100 N，图乙装置的机械效率η_乙=80%，若图乙中再加挂一物体，机械效率将变大．

Answer 1

分析 （1）甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，拉力F=G；
（2）乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，有用功W_有用=Gh，总功W_总=（G+G_轮）h，机械效率等于有用功和总功之比；
（3）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即提升更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．

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，即F_甲=G=100N；
（2）乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，有用功W_有用=Gh，总功W_总=（G+G_轮）h，
则动滑轮的机械效率η_乙=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{（G+{G}_{轮}）h}$=$\frac{G}{G+{G}_{轮}}$=$\frac{100N}{100N+25N}$×100%=80%；
（3）当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，有用功在总功中所占的比例变大，所以机械效率变大．
故答案为：100；80%；变大．

点评 本题考查了定滑轮的特点、机械效率的计算和增大机械效率的方法，确定甲乙滑轮的种类是关键．