Question

（2007?越秀區(qū)一模）（1）在研究杠桿平衡條件的實驗中，首先要使杠桿在水平位置平衡，其目的是使

便于測量力臂大小，同時消除杠桿重對杠桿平衡的影響

；小明用如圖所示的裝置驗證杠桿的平衡條件，調(diào)節(jié)右邊鉤碼的個數(shù)和懸掛位置，使杠桿水平平衡時，讀出彈簧測力計的示數(shù)F₁=1.1N，鉤碼對杠桿的拉力F₂=1.47N，測得支點O到這兩個作用點的距離L₁=20cm，L₂=10cm，他將所得數(shù)據(jù)直接代入杠桿平衡條件的公式中，發(fā)現(xiàn)F₁?L₁和F₂?L₂并不相等，從而認為杠桿的平衡條件不一定是F₁?L₁=F₂?L₂，小明的失誤地方是

誤將圖中的L₁看作是F₁的力臂

．
（2）交流與評估是科學(xué)探究中的一個重要環(huán)節(jié)．在探究滑輪組機械效率與物重關(guān)系的實驗中，小明和小峰用同一滑輪組裝置做了三次實驗，測得的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示．

實驗次數(shù)	重物質(zhì)量 /kg	重物上升距離 /m	彈簧測力計的示數(shù)/N	拉力作用點移動距離/m	滑輪組機械 效率
1	0.1	0.1	0.6	0.3
2	0.2	0.1	0.9	0.3	74.1%
3	0.3	0.1	1.1	0.3	90.9%

他倆與其它小組的同學(xué)進行了交流．請你對表中的實驗數(shù)據(jù)進行分析比較，回答下列問題：
①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，計算出第一次實驗中的機械效率：

55.6%

．（取g=10N/kg）
②從上述實驗數(shù)據(jù)可得出，機械效率與物重的定性關(guān)系為：

用同一滑輪組提升物體時，物重越大，滑輪組的機械效率越高

．
③請你就如何提高滑輪組的機械效率提出自己的建議．（只需提1條）

對于給定的滑輪組，通過增大提起的物重提高效率

．

Answer 1

分析：（1）①探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿自重對杠桿平衡的影響．
②力臂在杠桿上，杠桿在水平位置平衡，并且力豎直作用在杠桿上．
（2）①知道物體的質(zhì)量，求出物體的重力，求出有用功，求出總功，根據(jù)機械效率公式求出機械效率．
②同一滑輪組，提起的物體越重，滑輪組的機械效率越高．
③滑輪組的機械效率跟摩擦、繩重、動滑輪重、提起的物重有關(guān)，從這幾個方面進行考慮．

解答：解：（1）杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿自重對杠桿平衡的影響．
如圖，動力傾斜拉動杠桿，使杠桿在水平位置平衡，動力臂不在杠桿上，誤將圖中的L₁看作是F₁的力臂．
（2）①第1次實驗，物體的重力：G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，
有用功：W_有=Gh=1N×0.1m=0.1J，
總功：W_總=Fs=0.6N×0.3m=0.18J，
機械效率：η=

W有

W總

=

0.1J

0.18J

=55.6%．
②由實驗數(shù)據(jù)知，同一滑輪組提升物體越重，滑輪組的機械效率越高．
③增加提起的物重、減輕動滑輪的重、減輕繩重、減小摩擦都可以提高滑輪組的機械效率．
故答案為：（1）便于測量力臂大小，同時消除杠桿重對杠桿平衡的影響；誤將圖中的L₁看作是F₁的力臂；
（2）①55.6%；②用同一滑輪組提升物體時，物重越大，滑輪組的機械效率越高；③對于給定的滑輪組，通過增大提起的物重提高效率（答案不唯一）．

點評：滑輪組的機械效率跟摩擦、繩重、動滑輪重、提起的物重有關(guān)，跟物體升高的距離、運動速度、繩子的繞法都沒有關(guān)系．