Question

19．若重物和滑轮的重力都是10N，如图所示，用轻绳分别组装成甲、乙两种装置，并都将重物匀速提升1m，拉力F₁做功为10J，动滑轮的机械效率为50%，则F₁等于F₂（选填“大于”“小于”或“等于”）；F₂做功为20J．

Answer 1

分析 先根据定滑轮即不省力也不费力的特点确定在F₁方向上通过的距离，然后根据W₁=F₁s₁求出拉力F₁的大小；
作用在动滑轮上绳子的条数为2，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{2F}$求出拉力F₂，然后根据W=Fs和s=nh求出F₂做的功．

解答 解：根据图甲可知，s₁=h=1m；
由W₁=F₁s₁可得：
10J=F₁×1m
F₁=10N；
由乙图可得：s₂=2h=2×1m=2m；
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{2F}$可得：
50%=$\frac{10N}{2{F}_{2}}$，
F₂=10N；
因此F₁=F₂；
F₂做的功：W₂=F₂s₂=10N×2m=20J．
故答案为：等于；20．

点评 本题考查定滑轮和动滑轮的工作特点以及功和机械效率计算公式的应用，关键要知道使用定滑轮不省力，但能改变力的方向，使用动滑轮可以省一半的力．