题目内容
【题目】在生产中，人们往往用的是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的复杂机械．在一次综合实践活动中，王刚同学分别用一轻质杠杆（O为支点，OA=3OB）、一只滑轮和一些细绳构成的组合机械来提升重90N的物体．王刚在实践活动中是这样做的：他先单独使用一个动滑轮来提升重物，如图甲所示，然后又用动滑轮和杠杆组成的组合机械来提升重物，如图乙所示．
（1）在不计机械重、绳重、部件间摩擦时，F1= N，F2= N．比较F1、F2可以看出，使用乙图组合机械的好处是 ．
（2）请你帮他设计另一种能省力的组合机械，请把设计方案图画在下面的方框内．
（3）王刚在实验中突然提出这样一个问题，使用乙图的组合机械与使用甲图的动滑轮相比，它的机械效率是否发生改变呢？
（a）为了比较甲、乙两机械效率的大小，需要测量的物理量有：物体的重力G，F1和F2的大小， 以及拉力F1移动的距离S1和拉力F2移动的距离S2．
（b）机械效率η甲= ，η乙= ．（用测量的物理量来表示）
【答案】（1）45；15；更省力
（2）如图；
（3）（a）物体上升的高度h；
（b）
；=
．
【解析】
试题分析：（1）甲图动滑轮上有两端绳子，拉力是重力的一半，乙图中，已知动滑轮上拉力的大小，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，可求拉力F2的大小．比较两拉力的大小，就可得出使用乙图组合机械的好处，
（2）乙图设计的是省力的组合机械，减小杠杆的动力臂，增大杠杆的阻力臂，即可改为能省距离的组合机械．
（3）物体的重力为G和拉力为F，重物提升的高度为h，拉力作用点运动的距离为s，根据公式η=
=
即可得出两装置的机械效率．
解：（1）甲图拉力是重力的一半，F1=
=
=45N，
乙图中F1OB=F2OA，
所以F2=
=
=15N．
很明显45N＞15N，所以使用乙图组合机械的好处是可以更加省力．
（2）使杠杆的阻力臂大于动力臂，即可改为能省距离的组合机械．如图：
（3）测出物体的重力G，F1的大小，图乙中物体上升的距离h，F2的大小，A点下降的距离l拉力．
甲图中，机械效率η甲=
=
．
图乙中，机械效率η乙=
=．
故答案为：
（1）45；15；更省力
（2）如上图；
（3）（a）物体上升的高度h；
（b）；=．
轻松课堂单元期中期末专题冲刺100分系列答案
