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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...

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.
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(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=______,η=______.(用测量的量来表示)
(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)已知物体的重力和拉力的大小,分别把重物提升相同的高度,再测出拉力移动的距离,根据公式η=即可得出两装置的机械效率. 【解析】 (1)甲图拉力是重力的一半,F1===45N, 乙图中F1•OB=F2•OA, 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. 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)第一步先测出甲图中物体升高的高度h和绳子自由端移动的距离S1, 第二步测出物体升高的高度h和拉力向下移动的距离S2, 第三步根据公式根据公式η=得出机械效率的大小. 图甲中,由于定滑轮不省力,所以F1=G; η甲==. 图乙中,在不计绳重、摩擦和动滑轮重的情况下,由动滑轮的工作特点和杠杆的平衡条件得: F2•OA=FB•OB,而FB=G,即F2•OA=G•OB,由于OA=3OB,所以G=6F2; η乙==. 故答案为:物体提升的高度和拉力移动的距离;;.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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