Question

17．如圖所示，某同學用甲圖的裝置將重為17N的物體勻速提升0.2m，所用的拉力F=10N．在這一過程中，繩子自由端向上移動的距離是0.4m，機械效率為85%．若他只改變繞繩方式將裝置變成圖乙，則機械效率會變大．（選填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）甲圖使用的是動滑輪，n=2，繩子自由端移動的距離s=2h，有用功W_有用=Gh，總功W_總=Fs，再利用效率公式求動滑輪的機械效率；
（2）若只改變繞繩方式將裝置變成圖乙，額外功變小、有用功不變，據此比較機械效率大小變化．

解答 解：
（1）甲圖使用的是動滑輪，n=2，繩子自由端移動的距離s=2h=2×0.2m=0.4m，
有用功：W_有用=Gh=17N×0.2m=3.4J，
總功：W_總=Fs=10N×0.4m=4J，
機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{3.4J}{4J}$×100%=85%；
（2）若只改變繞繩方式將裝置變成圖乙，圖乙使用的是定滑輪，不用提升滑輪做額外功；與圖甲相比，額外功變小，有用功不變，總功減小，機械效率會變大．
故答案為：0.4m；85；變大．

點評 本題考查繩子自由端通過距離、有用功、總功和機械效率的計算以及機械效率影響因素的理解．機械效率的因素：提升物體的重力和機械重力，提升物重越大、效率越高；機械重力越小、效率越高．