单选题
当卷扬机的牵引力一定时,滑轮的轮数愈多则()。
A
A.速比愈小,而起吊能力愈大
B
B.速比愈大,起吊能力也愈大
C
C.速比愈大,而起吊能力愈小
D
D.速比愈小,起吊能力也愈小
答案解析
正确答案:B
解析:
这是一道关于滑轮组机械原理的物理/工程类题目。以下是详细的解析:
### 核心原理分析
在滑轮组(特别是由卷扬机驱动的滑轮组)中,主要涉及两个关键概念:**起吊能力(省力倍数)**和**速比(速度关系)**。
1. **起吊能力与滑轮数量的关系**:
* 滑轮组的主要作用之一是省力。根据力学原理,承担重物的绳子段数($n$)越多,所需的牵引力($F$)就越小,或者说在牵引力一定的情况下,能吊起的重物($G$)就越重。
* 公式近似为:$F = \frac{G}{n}$ (忽略摩擦和绳重)。
* 因此,**滑轮的轮数愈多**,有效承担重量的绳子段数 $n$ 通常也愈多,**起吊能力就愈大**。
2. **速比与滑轮数量的关系**:
* 根据“功的原理”或能量守恒,省力必然费距离。
* 速比(这里指卷扬机收绳速度与重物上升速度的比值,或者说是位移比)等于承担重物的绳子段数 $n$。
* 即:$v_{绳} = n \times v_{物}$。
* 当滑轮轮数增多,$n$ 增大,意味着卷扬机需要拉动更长的绳子才能让重物上升相同的高度。因此,**速比愈大**(即绳子移动距离/速度是重物移动距离/速度的倍数越大)。
### 选项逐一排查
* **A. 速比愈小,而起吊能力愈大**:错误。滑轮越多,速比应该越大,而不是越小。
* **B. 速比愈大,起吊能力也愈大**:**正确**。滑轮增多 $\rightarrow$ 绳子段数 $n$ 增加 $\rightarrow$ 省力效果更明显(起吊能力大) $\rightarrow$ 绳端移动距离倍数增加(速比大)。
* **C. 速比愈大,而起吊能力愈小**:错误。速比大意味着省力多,起吊能力应该大。
* **D. 速比愈小,起吊能力也愈小**:错误。虽然起吊能力小对应滑轮少的情况,但此时速比也是小的。不过题目问的是“滑轮轮数愈多”的情况,所以此选项描述的趋势相反。
### 结论
当卷扬机的牵引力一定时,增加滑轮的轮数会增加滑轮组的倍率(绳子股数)。这会导致:
1. **起吊能力增大**(能吊起更重的物体)。
2. **速比增大**(卷扬机收绳速度相对于重物上升速度的倍数变大,即重物上升变慢)。
因此,正确答案是 **B**。
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