Question

19．在探究動(dòng)滑輪最多可以省一半力時(shí)，要注意豎直向上緩慢勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，如圖（不計(jì)摩擦和繩重），用相同的滑輪，提升相同的物體，使用動(dòng)滑輪和滑輪組時(shí)的拉力分別為F₁、F₂，機(jī)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(dòng)滑輪能省一半力”是在不考慮動(dòng)滑輪和摩擦的理想情況下才成立的，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)滑輪重和摩擦是客觀存在的，
使用動(dòng)滑輪時(shí)，只有豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力的力臂才等于輪的直徑，動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)力臂等于阻力臂二倍的省力杠桿；
（2）不計(jì)摩擦和繩重，根據(jù)F=$\frac{G+{G}_{動(dòng)}}{n}$即可比較使用動(dòng)滑輪和滑輪組時(shí)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%=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動(dòng)}h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$×100%即可比較使用動(dòng)滑輪和滑輪組時(shí)的機(jī)械效率．

解答 解：（1）使用動(dòng)滑輪能省一半力是在理想情況得出的結(jié)論，而實(shí)際中動(dòng)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(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力的力臂才等于輪的直徑時(shí)，才能得出“使用動(dòng)滑輪能省一半的力”．
（2）不計(jì)摩擦和繩重，由F=$\frac{G+{G}_{動(dòng)}}{n}$得，
使用動(dòng)滑輪時(shí)的拉力F₁=$\frac{G+{G}_{動(dòng)}}{2}$，
使用滑輪組時(shí)的拉力F₂=$\frac{G+{G}_{動(dòng)}}{3}$，
因?yàn)閯?dòng)滑輪相同，物重相同，所以使用動(dòng)滑輪和滑輪組時(shí)的拉力：F₁＞F₂；
（3）因?yàn)椴挥?jì)摩擦和繩重，動(dòng)滑輪相同，物重相同，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$×100%=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動(dòng)}h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$×100%可知，
使用動(dòng)滑輪和滑輪組時(shí)的機(jī)械效率：η₁=η₂．
故答案為：豎直向上；＞；=．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了學(xué)生動(dòng)滑輪和滑輪組的省力特點(diǎn)以及機(jī)械效率的理解和掌握，關(guān)鍵是不計(jì)摩擦和繩重時(shí)拉力F=$\frac{G+{G}_{動(dòng)}}{n}$和機(jī)械效率η=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$×100%的熟練應(yīng)用，具有一定的難度．