Question

（2007?越秀区一模）（1）在研究杠杆平衡条件的实验中，首先要使杠杆在水平位置平衡，其目的是使

便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响

；小明用如图所示的装置验证杠杆的平衡条件，调节右边钩码的个数和悬挂位置，使杠杆水平平衡时，读出弹簧测力计的示数F₁=1.1N，钩码对杠杆的拉力F₂=1.47N，测得支点O到这两个作用点的距离L₁=20cm，L₂=10cm，他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现F₁?L₁和F₂?L₂并不相等，从而认为杠杆的平衡条件不一定是F₁?L₁=F₂?L₂，小明的失误地方是

误将图中的L₁看作是F₁的力臂

．
（2）交流与评估是科学探究中的一个重要环节．在探究滑轮组机械效率与物重关系的实验中，小明和小峰用同一滑轮组装置做了三次实验，测得的有关数据如下表所示．

实验次数	重物质量 /kg	重物上升距离 /m	弹簧测力计的示数/N	拉力作用点移动距离/m	滑轮组机械 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%

他俩与其它小组的同学进行了交流．请你对表中的实验数据进行分析比较，回答下列问题：
①根据表中的数据，计算出第一次实验中的机械效率：

55.6%

．（取g=10N/kg）
②从上述实验数据可得出，机械效率与物重的定性关系为：

用同一滑轮组提升物体时，物重越大，滑轮组的机械效率越高

．
③请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议．（只需提1条）

对于给定的滑轮组，通过增大提起的物重提高效率

．

Answer 1

分析：（1）①探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响．
②力臂在杠杆上，杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上．
（2）①知道物体的质量，求出物体的重力，求出有用功，求出总功，根据机械效率公式求出机械效率．
②同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高．
③滑轮组的机械效率跟摩擦、绳重、动滑轮重、提起的物重有关，从这几个方面进行考虑．

解答：解：（1）杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响．
如图，动力倾斜拉动杠杆，使杠杆在水平位置平衡，动力臂不在杠杆上，误将图中的L₁看作是F₁的力臂．
（2）①第1次实验，物体的重力：G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，
有用功：W_有=Gh=1N×0.1m=0.1J，
总功：W_总=Fs=0.6N×0.3m=0.18J，
机械效率：η=

W有

W总

=

0.1J

0.18J

=55.6%．
②由实验数据知，同一滑轮组提升物体越重，滑轮组的机械效率越高．
③增加提起的物重、减轻动滑轮的重、减轻绳重、减小摩擦都可以提高滑轮组的机械效率．
故答案为：（1）便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响；误将图中的L₁看作是F₁的力臂；
（2）①55.6%；②用同一滑轮组提升物体时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；③对于给定的滑轮组，通过增大提起的物重提高效率（答案不唯一）．

点评：滑轮组的机械效率跟摩擦、绳重、动滑轮重、提起的物重有关，跟物体升高的距离、运动速度、绳子的绕法都没有关系．