Question

如圖所示，小明分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，通常情況下用甲滑輪人拉繩的力為F₁，所做的總功為W₁，機械效率為η₁；用乙滑輪人拉繩的力為F₂，所做的總功為W₂，機械效率為η₂，（若不計繩重與摩擦），則F₁    F₂，W₁    W₂，η₁    η₂（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）由圖可知甲是定滑輪，乙是動滑輪，定滑輪只改變力的方向，
不能改變力的大小，定滑輪既可以改變力的大小，也可以改變力的方向；
（2）利用乙滑輪做的額外功多，由“小明分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面”可知兩種情況的有用功
，再根據總功等于有用功加上額外功，可以比較出兩種情況的總功大小．然后利用η=×100%即可比較出二者機械效率的大小．
解答：解：（1）設沙桶的重力是G，由圖示可知，甲圖中是定滑輪，拉力F₁=G，
圖乙是定滑輪，拉力F₂=，因此F₁＞F₂；
（2）因為小明分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，所以兩種情況的有用功相同；
當有用功一定時，甲中所做的總功為對一桶沙所做的功，利用機械時做的額外功越少，則總功就越少，機械效率就越高；
又因為乙是動滑輪，乙中所做的總功還要加上對動滑輪所做的功，利用乙滑輪做的額外功多，則總功越多，機械效率越低．
即W₁ 小于W₂，η₁ 大于η₂．
故答案為：大于；小于；大于．
點評：此題考查了比較拉力大小、比較拉力做功的多少、比較滑輪效率大小等問題，難度不是很大，知道定滑輪與定滑輪的特點、知道哪些是有用功，額外功，總功，是正確解題的前提與關鍵．