Question

3．如圖所示，用兩個定滑輪和一個動滑輪組成滑輪組把重300N的物體勻速提升2m，不計滑輪重、繩重及摩擦，則拉力F大小是100N．而實際生活中滑輪組的機械效率是小于1（填“大于”、“小于”或“等于”），若用該裝置提升500N的重物，此時滑輪組的機械效率將變大（填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 由圖可知，承擔物重的繩子股數n=3，則s=3h．
（1）不計滑輪重、繩重及摩擦，知道物重，根據F=$\frac{1}{3}$G_物求拉力大小；
（2）使用機械時，人們為完成某一任務所必須做的功叫有用功；對完成任務沒有用，但又不得不做的功叫額外功；有用功與額外功之和叫總功．有用功與總功的比值叫機械效率．
（3）增大機械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是減小額外功，如減小摩擦、減輕動滑輪重．

解答 解：
（1）由圖可知，n=3，
因為不計滑輪重、繩重及摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$G_物=$\frac{1}{3}$×300N=100N；
（2）使用滑輪組時，克服物重的同時，不可避免地要克服動滑輪重、摩擦和繩子重做額外功，所以總功一定大于有用功；由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$知：機械效率一定小于1．
（3）當提升重物的重力增加，做的有用功就變大，而額外功幾乎不變，故機械效率變大．
故答案為：110；小于；變大．

點評 本題主要考查了學生對滑輪組繩子拉力的計算和滑輪組的機械效率的理解和掌握，確定繩子的有效股數，掌握好不計滑輪重、繩重及摩擦，拉力F=$\frac{1}{n}$G_物是本題的關鍵．