Question

（2010?包頭）在一次實踐活動中，某同學分別用以輕質杠桿（O為支點，OA=3OB）、一只滑輪和一些細繩構成的簡單機械來提升重90N的物體，如圖甲、乙所示．

（1）在不計機械重、繩重和部件間摩擦時，F₁=

45

N，F₂=

15

N．
（2）使用圖乙組合機械的好處有

省力

和

使用方便

．
（3）在進行圖甲的實驗中，若測出F₁為50N，則它的機械效率η=

90%

．
請你提出一條增大機械效率的辦法：

增加提升的物體的重力

．

Answer 1

分析：（1）甲圖動滑輪上有兩端繩子，拉力是重力的一半，乙圖中，已知動滑輪上拉力的大小，根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂，可求拉力F₂的大小．
（2）比較兩拉力的大小，就可得出使用乙圖組合機械的好處．
（3）已知物體的重力和拉力的大小，知道重物提升相同的高度的拉力移動的距離的關系，根據公式η=

W有用

W 總

即可得出機械效率．
乙圖設計的是省力的組合機械，減小杠桿的動力臂，增大杠桿的阻力臂，即可改為能省距離的組合機械．

解答：解：（1）甲圖拉力是重力的一半，F₁=

G

2

=

1

2

×90N=45N，
乙圖中F₁?OB=F₂?OA，
所以F₂=

F1?OB

OA

=

1

3

×45N=15N．
（2）很明顯45N＞15N，所以使用乙圖組合機械的好處是可以更加省力；
因拉力的方向向下，使用方便了．
（3）因為甲圖是動滑輪，則n=2，所以，s=nh，
則η=

W有用

W 總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

=

90N

2×50N

=90%；
對于甲圖動滑輪，增大機械效率的辦法是增加提升的物體的重力，或減少動滑輪的重力．
故答案為：（1）45，15；（2）省力；使用方便；（3）90%；增加提升的物體的重力．

點評：本題考查滑輪組繩子拉力的計算和機械效率的計算，關鍵是根據杠桿的平衡條件求拉力的大小．