Question

6．在圖甲中，用彈簧測力計拉著鉤碼豎直勻速上升h，拉力F_甲做了功W_甲；在圖乙中，彈簧測力計通過動滑輪也使鉤碼豎直勻速上升了h，拉力F_乙做了功W_乙．則W_甲＜W_乙（選填“＞”、“＜”或“=”）．若每個鉤碼重為1N，彈簧測力計拉動滑輪的力F_乙=1.2N，則動滑輪的機械效率是83.3%．

Answer 1

分析 （1）已知物重G和h算出甲做的功，乙圖已知重物、動滑輪重和提升的高度h，算出乙做的功；
（2）動滑輪承擔物重的繩子股數n=2，則拉力F移動的距離s=2h，使用滑輪組做的有用功是指把重物提升所做的功，即W_有=Gh；
使用滑輪組做的總功是人的拉力所做的功，即W_總=Fs；根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求出動滑輪的機械效率．

解答 解：（1）直接提升鉤碼時拉力所做的功W_甲=Gh；
若不計繩重和摩擦時，使用動滑輪時所做的功W_乙=Gh+G_動h，
比較可知W_甲＜W_乙；
（2）圖乙中使用的是動滑輪，有2段繩子承擔物重，則繩子末端移動的距離s=2h，
做的有用功：W_有=Gh；拉力做的總功：W_總=Fs；
動滑輪的機械效率為：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F2h}$=$\frac{G}{2F}$=$\frac{2×1N}{1.2N×2}$×100%≈83.3%．
故答案為：＜；83.3%．

點評 本題考查了功、動滑輪機械效率的計算，關鍵有二：一是n的確定（直接從動滑輪上引出的繩子股數），二是有用功和總功的區分（根據我們的目的分析）．