Question

16．如图所示的甲、乙两种装置，动滑轮重小于物体重，且不计摩擦和绳重，若将同一物体匀速提高相同的高度，则拉力的大小F_甲＞F_乙，有用功的大小W_甲有=W_乙有，机械效率的大小η_甲＞η_乙（均选填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）不计摩擦和绳重，可以由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动），判断拉力的大小关系；
（2）有用功指的是为达到目的而做的功，本题中指的是克服物体重力做的功；
（3）机械效率等于有用功和总功的比值，根据机械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$分析两个滑轮机械效率的大小．

解答 解：
（1）由题不计摩擦和绳重，G_动＜G_物，
由图甲中是一个定滑轮，所以F_甲=G_物，
由图乙中通过动滑轮绳子的段数n=2，所以F_乙=$\frac{1}{2}$×（G_物+G_动）
F_甲-F_乙=G_物-$\frac{1}{2}$×（G_物+G_动）=$\frac{1}{2}$×（G_物-G_动）＞0，
所以F_甲＞F_乙；
（2）用定滑轮和滑轮组将同一物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，根据W_有=Gh可知所做的有用功一样大，即W_甲有=W_乙有；
（3）由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑组做的总功多，由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可知定滑轮的机械效率高，所以η_甲＞η_乙．
故答案为：＞；=；＞．

点评 本题考查了学生对定滑轮和动滑组的掌握，解题关键是知道使用动滑组要克服动滑轮重力做功，在有用功相同的情况下，使用动滑组所做的总功多．