如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为40N的物体.不计摩擦和绳重,则该动滑轮的机械效率( )
A.小于80% B.等于80% C.大于80% D.无法确定
某优和某CO等大型学习网站提供的答案均为A,过程大致如下:
F=1/2(G+G动)=25N,但因未竖直向上拉,故F实际>25N,利用η=W有用/W总,得A选项。
前半部分的分析没有问题,但s不等于2h。只有拉力竖直向上时,动滑轮才是动力臂为阻力臂2倍的杠杆,此时s=2h。若拉力沿其他方向,动力臂:阻力臂<2:1(有兴趣的读者可画图,此处烦就省略),那么F>1/2G,若考虑动滑轮重力,F>1/2(G+G动).此时s还等于2h吗?根据功的原理,必有s<2h。当然也可在滑轮正上方通过作图找到证据。
原答案正是忽略了后半部分的不同,才作出错误的解答。
此题完全可以从影响动滑轮机械效率的因素上考虑,利用等效来解答:
当不计绳重、摩擦时,滑轮组的机械效率只与物重、动滑轮重两个因素有关,面与其它任何因素无关,包括拉动物体移动的速度、拉力的方向,所以此题与绳子沿竖直方向拉重为40N物体时的机械效率是一样的。
答案为B。
来源:一世童心顾永健的博客
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