试题

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）请你帮他设计出一种能省距离的组合机械，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？
㈠为了比较甲、乙两机械效率的大小，需要测量的量有：．
㈡机械效率η_甲=，η_乙=．（用测量的量来表示）

解：（1）甲图拉力是重力的一半，F₁=

G

2

=

90N

2

=45N，
乙图中F₁·OB=F₂·OA，
所以F₂=

F1·OB

OA

=

45N

3

=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．
故答案为：45，15，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，所以绳子自由端移动的距离s₁=nh₁，其机械效率η_甲=

W甲有用

W甲总

=

Gh1

F1s1

=

Gh

F1nh

=

G

nF1

．
图乙中，机械效率η_乙=

W乙有用

W乙总

=

Gh

F2l

．
故答案为：物体重力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；

G

nF1

；

Gh

F2l

．