Question

17．小丽用相同的滑轮和细绳组装了如图所示的甲、乙两种装置，并用它们将同一重物分别匀速提升相同的高度（不计绳重与摩擦，物重大于滑轮自重），下列判断正确的是（　　）

• A． 甲较省力，机械效率较低
• B． 甲较省力，机械效率较高
• C． 乙较省力，机械效率较低
• D． 乙较省力，机械效率较高

Answer 1

分析 定滑轮不省力，能够改变力的方向；动滑轮能够省力，不能改变力的方向；
提升相同的重物到相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，使用动滑轮需要克服动滑轮重做额外功；而总功等于有用功加上额外功，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系．

解答 解：（1）甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计绳重及摩擦，
使用定滑轮的拉力F₁=G_物；
使用动滑轮的拉力F₂=$\frac{1}{2}$（G_物+G_轮）；
F₂＜F₁，故使用乙省力；
（2）提升的物体重和高度相同，由W_有用=G_物h可知做的有用功相同；
使用定滑轮时做的额外功为零，使用动滑轮时需要克服动滑轮重力做功，即额外功为W_额=G_轮h，
由机械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{额}}$可知，使用定滑轮的机械效率大于使用动滑轮的机械效率，故乙的机械效率较低．
故选C．

点评 本题考查了定滑轮和动滑轮的特点，以及有用功、额外功、总功的计算方法，关键是明确额外功的产生原因，属于基础题．