Question

如圖所示，用一個重為4N的動滑輪來提升物體，若在實際工作中豎直向上的拉力為5N，則動滑輪的機械效率η（　　）

A．一定小于40%

B．一定小于60%

C．40%＜η＜60%

D．60%＜η＜100%

Answer 1

分析：（1）用動滑輪提升物體時，繩子自由端的力做的功的總功，克服動滑輪的重、繩子重、摩擦做的功是額外功，在不考慮繩重和摩擦時，計算動滑輪的機械效率；
（2）要考慮繩重和摩擦時，總功不變，額外功增大，有用功減小，有用功在總功中的比例減小，機械效率降低；同理，提升的重物越小，上升相同的高度時，有用功越小，額外功相同，滑輪組的機械效率越低．

解答：解：（1）物體升高h時，繩子自由端移動的距離s=2h．
總功：W_總=Fs=5N×2h，
額外功：W_額=G_動h=4N×h，
有用功：W_有=W_總-W_額=5N×2h-4N×h=6N×h，
機械效率：η=

W有

W總

×100%=

6N×h

5N×2h

=60%；
（2）考慮繩重和摩擦時，額外功增大，總功不變，有用功減小，有用功在總功中的比值減小，機械效率降低，機械效率一定小于60%；
提升的重物越小，上升相同的高度時，有用功越小，額外功相同，滑輪組的機械效率越低，
則滑輪組的機械效率可以大于40%，也可以小于40%、還可以等于40%．
故選B．

點評：本題考查了有用功、額外功、總功、機械效率的計算，知道不計摩擦和繩重，利用動滑輪做的額外功等于提升動滑輪做的功是本題的關鍵．