Question

5．分別用如圖所示的兩個滑輪組，將同一物體提升到相同高度，若物體受到的重力為100N，動滑輪的重力為20N．在把物體勻速提升1m的過程中（不計繩重和摩擦），F_甲所做的功是120J；甲、乙滑輪組的機械效率相同（選填“相同”或“不同”）．

Answer 1

分析 （1）根據滑輪組中承擔重物的繩子段數，得出繩子移動距離與物體升高高度間的關系，再根據拉力與重力的關系，得出拉力F的大小；再利用功的計算公式W=Fs，可求F_甲做的功；
（2）根據題目中的條件--不計繩重和摩擦，分析額外功、有用功的大小關系，可比較機械效率大小．

解答 解：（1）甲圖中由3段繩子承擔重物，h=1m，則繩子移動距離為s=3h=3×1m=3m；
因為不計繩重和摩擦，故拉力F大小為：F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_輪）=$\frac{1}{3}$（100N+20N）=40N；
拉力做功為：W=Fs=40N×3m=120J；
（2）由題意知，不計繩重和摩擦，故甲乙裝置的額外功體現在提升動滑輪上，即W_額=G_輪h=20N×1m=20J；
甲乙裝置的有用功為：W_有=G_物h=100N×1m=100J；
可見，兩個裝置的額外功和有用功均相等，故機械效率相同．
故答案為：120；相同

點評 明確繩子段數，拉力與重力的關系；熟練運用計算功的計算公式，分析機械效率的大小，是解答此題的關鍵．