Question

如图所示，用一个重为4N的动滑轮来提升物体，若在实际工作中竖直向上的拉力为5N，则动滑轮的机械效率η（　　）

A．一定小于40%

B．一定小于60%

C．40%＜η＜60%

D．60%＜η＜100%

Answer 1

分析：（1）用动滑轮提升物体时，绳子自由端的力做的功的总功，克服动滑轮的重、绳子重、摩擦做的功是额外功，在不考虑绳重和摩擦时，计算动滑轮的机械效率；
（2）要考虑绳重和摩擦时，总功不变，额外功增大，有用功减小，有用功在总功中的比例减小，机械效率降低；同理，提升的重物越小，上升相同的高度时，有用功越小，额外功相同，滑轮组的机械效率越低．

解答：解：（1）物体升高h时，绳子自由端移动的距离s=2h．
总功：W_总=Fs=5N×2h，
额外功：W_额=G_动h=4N×h，
有用功：W_有=W_总-W_额=5N×2h-4N×h=6N×h，
机械效率：η=

W有

W总

×100%=

6N×h

5N×2h

=60%；
（2）考虑绳重和摩擦时，额外功增大，总功不变，有用功减小，有用功在总功中的比值减小，机械效率降低，机械效率一定小于60%；
提升的重物越小，上升相同的高度时，有用功越小，额外功相同，滑轮组的机械效率越低，
则滑轮组的机械效率可以大于40%，也可以小于40%、还可以等于40%．
故选B．

点评：本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率的计算，知道不计摩擦和绳重，利用动滑轮做的额外功等于提升动滑轮做的功是本题的关键．