Question

3．如图所示，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组把重300N的物体匀速提升2m，不计滑轮重、绳重及摩擦，则拉力F大小是100N．而实际生活中滑轮组的机械效率是小于1（填“大于”、“小于”或“等于”），若用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械效率将变大（填“变大”、“变小”或“不变”）

Answer 1

分析 由图可知，承担物重的绳子股数n=3，则s=3h．
（1）不计滑轮重、绳重及摩擦，知道物重，根据F=$\frac{1}{3}$G_物求拉力大小；
（2）使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功．有用功与总功的比值叫机械效率．
（3）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；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，n=3，
因为不计滑轮重、绳重及摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$G_物=$\frac{1}{3}$×300N=100N；
（2）使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$知：机械效率一定小于1．
（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，故机械效率变大．
故答案为：110；小于；变大．

点评 本题主要考查了学生对滑轮组绳子拉力的计算和滑轮组的机械效率的理解和掌握，确定绳子的有效股数，掌握好不计滑轮重、绳重及摩擦，拉力F=$\frac{1}{n}$G_物是本题的关键．