Question

5．杠桿和滑輪都是生產(chǎn)生活中常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械．
（1）如圖甲所示是人抬獨(dú)輪車(chē)車(chē)把時(shí)的簡(jiǎn)化示意圖，此時(shí)獨(dú)輪車(chē)相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿（選填“省力”或“費(fèi)力”）；若動(dòng)力臂是阻力臂的3倍，物體和車(chē)總重 G為1200N，抬起車(chē)把的力F為400N．
（2）如圖乙所示，工人利用該滑輪組（其中動(dòng)滑輪重100N，忽略繩與滑輪的摩擦）勻速提升重400N的水泥，則此過(guò)程中工人施加的拉力應(yīng)為250N，該滑輪組的機(jī)械效率是80%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動(dòng)力臂與阻力臂的大小關(guān)系判斷杠桿的類(lèi)型；知道動(dòng)力臂L₁是阻力臂L₂的3倍，根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算動(dòng)力的大�。�
（2）由圖可知，n=2，忽略繩與滑輪的摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_輪），利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F×2h}$=$\frac{G}{2F}$求滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）由獨(dú)輪車(chē)的示意圖可知，獨(dú)輪車(chē)在使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，所以它屬于省力杠桿．
由題知，動(dòng)力臂L₁是阻力臂L₂的3倍，即L₁：L₂=3：1，
由杠桿的平衡條件可得：FL₁=GL₂，
則抬起車(chē)把的力：
F=$\frac{{L}_{2}}{{L}_{1}}$G=$\frac{1}{3}$×1200N=400N；
（2）由圖可知，n=2，
忽略繩與滑輪的摩擦，繩端的拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）=$\frac{1}{2}$×（400N+100N）=250N，
設(shè)重物升高的高度為h，則繩端移動(dòng)的距離s=2h，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F×2h}$=$\frac{G}{2F}$=$\frac{400N}{2×250N}$×100%=80%．
故答案為：（1）省力；400；（2）250；80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿分類(lèi)方法、杠桿平衡條件的應(yīng)用、使用滑輪組拉力和機(jī)械效率的計(jì)算，雖知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大．