Question

（1）如圖所示杠桿OBA處于平衡狀態(tài)，請(qǐng)分別畫出F₁的力臂L₁和F₂的力臂L₂．
（2）要求用一個(gè)最小的力F，使圖中的杠桿處于平衡狀態(tài)，請(qǐng)畫出這個(gè)力的示意圖，并畫出它的力臂．

（3）如圖，用滑輪組將物塊從位置A 勻速拉到位置B，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出最省力的繞線方法；物塊移動(dòng)的距離為

3.10

cm；若此時(shí)繩自由端所用拉力為10N，物塊受到的摩擦力為18N，滑輪組的機(jī)械效率為

60%

．

Answer 1

分析：（1）力臂的畫法：①首先根據(jù)杠桿的示意圖，確定杠桿的支點(diǎn)．
②確定力的作用點(diǎn)和力的方向，畫出力的作用線．
③從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂；
（2）由杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值時(shí)，當(dāng)力臂最大時(shí)，即力臂為OB時(shí)，力是最小的．
（3）在進(jìn)行刻度尺的讀數(shù)時(shí)，要估讀到分度值的下一位，可以物體的左邊或右邊為參照點(diǎn)進(jìn)行研究．
有用功是克服摩擦力做的功，總功是拉力做的功，根據(jù)機(jī)械效率的概念計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率．

解答：解：（1）找出支點(diǎn)O，從O做F₁的垂線段就是F₁的力臂，從O做F₂的垂線段就是F₂的力臂．如圖所示：
（2）在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，最省力，即動(dòng)力臂最長(zhǎng)，由圖知OB最長(zhǎng)，所以O(shè)B作動(dòng)力臂最長(zhǎng)，過A點(diǎn)與OB垂直向上作垂線就得到動(dòng)力F的方向，如圖所示：
（3）要最省力，需從動(dòng)滑輪繞起，依次通過定滑輪、動(dòng)滑輪．如圖所示：
刻度尺的分度值為1mm，以物塊右邊的邊為準(zhǔn)，開始在45.00cm處，最后在41.90cm處，所以物體運(yùn)動(dòng)的距離為45.00cm-41.90cm=3.10cm
由于滑輪組由3段繩子承擔(dān)，所以s=3h．
則η=

W有用

W總

×100%=

f摩h

Fs

×100%=

18N×h

10N×3h

×100%=60%．
故答案為：

（3）

3.10，60%．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了滑輪組的組裝、機(jī)械效率的測(cè)量及其刻度尺的讀數(shù)，考查得比較全面．在讀數(shù)時(shí)，量程和分度值是首先要觀察的量，其中最重要的分析出有用功是克服摩擦所做的功．這是此題的難點(diǎn)．