Question

19．在探究動滑輪最多可以省一半力時，要注意豎直向上緩慢勻速拉動彈簧測力計，如圖（不計摩擦和繩重），用相同的滑輪，提升相同的物體，使用動滑輪和滑輪組時的拉力分別為F₁、F₂，機械效率分別為η₁、η₂，則F₁＞F₂，η₁=η₂．（選填“＞”或“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1））“使用動滑輪能省一半力”是在不考慮動滑輪和摩擦的理想情況下才成立的，在實際實驗中，動滑輪重和摩擦是客觀存在的，
使用動滑輪時，只有豎直向上勻速拉動彈簧測力計，拉力的力臂才等于輪的直徑，動滑輪實質(zhì)上是一個動力臂等于阻力臂二倍的省力杠桿；
（2）不計摩擦和繩重，根據(jù)F=$\frac{G+{G}_{動}}{n}$即可比較使用動滑輪和滑輪組時的拉力大小關(guān)系；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$×100%=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動}h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$×100%即可比較使用動滑輪和滑輪組時的機械效率．

解答 解：（1）使用動滑輪能省一半力是在理想情況得出的結(jié)論，而實際中動滑輪的物重和摩擦是客觀存在的．
只有豎直向上緩慢勻速拉動彈簧測力計，拉力的力臂才等于輪的直徑時，才能得出“使用動滑輪能省一半的力”．
（2）不計摩擦和繩重，由F=$\frac{G+{G}_{動}}{n}$得，
使用動滑輪時的拉力F₁=$\frac{G+{G}_{動}}{2}$，
使用滑輪組時的拉力F₂=$\frac{G+{G}_{動}}{3}$，
因為動滑輪相同，物重相同，所以使用動滑輪和滑輪組時的拉力：F₁＞F₂；
（3）因為不計摩擦和繩重，動滑輪相同，物重相同，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$×100%=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動}h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$×100%可知，
使用動滑輪和滑輪組時的機械效率：η₁=η₂．
故答案為：豎直向上；＞；=．

點評 此題考查了學生動滑輪和滑輪組的省力特點以及機械效率的理解和掌握，關(guān)鍵是不計摩擦和繩重時拉力F=$\frac{G+{G}_{動}}{n}$和機械效率η=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$×100%的熟練應用，具有一定的難度．