解题思路:由图知使用动滑轮时承担物重的绳子股数n=2,设物体升高的高度h,可求绳子自由端通过的距离s,拉力F的大小有多种解法:
①不计绳重和摩擦,拉力的大小F=[1/2](G物+G动);
②提升重物做的功为有用功W=Gh,拉力做的功为总功W=Fs,机械效率等于有用功与总功的比值,根据机械效率可求拉力的大小;
③求出了有用功,知道动滑轮的重和提升的高度,可以求出额外功,进而求出总功(总功等于有用功加上额外功),再根据W=Fs求拉力大小
①不计摩擦和绳重,由两股绳子承担物体和动滑轮的总重,F=[1/2](G物+G动),故A正确;不符合题意;
②设物体升高的高度h,可求绳子自由端通过的距离s=2h,
提升重物做的功为有用功:W有=G物h,
∵η=
W有用
W总,
拉力做的功为总功:W总=
W有用
η=
G物h
η,又∵W总=Fs,
∴拉力的大小:
G物h
η
2h;
F=
W总
s=
G物h
η
2h=
G物
2η,故B正确,不符合题意;
③使用动滑轮做的额外功:
W额=G动h,
W有=W总-W额=Fs-G动h,
∵η=
W有用
W总=
Fs−G动h
Fs,
∴拉力的大小:F=
G动
2(1−η),故D正确,不符合题意;
根据C中结果反推导,发现η=
G物h
Fh−G动h,不符合机械效率的定义,故C错误,符合题意.
故选C.
点评:
本题考点: 滑轮(组)的机械效率.
考点点评: 本题提供了使用滑轮组时三种计算拉力大小的方法,注意条件:不计绳重和摩擦.