Question

（1）在研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，首先要使杠桿在水平位置平衡，其目的是使
______；小明用如圖所示的裝置驗(yàn)證杠桿的平衡條件，調(diào)節(jié)右邊鉤碼的個(gè)數(shù)和懸掛位置，使杠桿水平平衡時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁=1.1N，鉤碼對(duì)杠桿的拉力F₂=1.47N，測(cè)得支點(diǎn)O到這兩個(gè)作用點(diǎn)的距離L₁=20cm，L₂=10cm，他將所得數(shù)據(jù)直接代入杠桿平衡條件的公式中，發(fā)現(xiàn)F₁?L₁和F₂?L₂并不相等，從而認(rèn)為杠桿的平衡條件不一定是F₁?L₁=F₂?L₂，小明的失誤地方是______．
（2）交流與評(píng)估是科學(xué)探究中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)．在探究滑輪組機(jī)械效率與物重關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，小明和小峰用同一滑輪組裝置做了三次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	重物質(zhì)量 /kg	重物上升距離 /m	彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)/N	拉力作用點(diǎn)移動(dòng)距離/m	滑輪組機(jī)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%

他倆與其它小組的同學(xué)進(jìn)行了交流．請(qǐng)你對(duì)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，回答下列問(wèn)題：
①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，計(jì)算出第一次實(shí)驗(yàn)中的機(jī)械效率：______．（取g=10N/kg）
②從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出，機(jī)械效率與物重的定性關(guān)系為：______．
③請(qǐng)你就如何提高滑輪組的機(jī)械效率提出自己的建議．（只需提1條）______．

Answer 1

解：（1）杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂，同時(shí)杠桿的重心通過(guò)支點(diǎn)，消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響．
如圖，動(dòng)力傾斜拉動(dòng)杠桿，使杠桿在水平位置平衡，動(dòng)力臂不在杠桿上，誤將圖中的L₁看作是F₁的力臂．
（2）①第1次實(shí)驗(yàn)，物體的重力：G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，
有用功：W_有=Gh=1N×0.1m=0.1J，
總功：W_總=Fs=0.6N×0.3m=0.18J，
機(jī)械效率：η===55.6%．
②由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，同一滑輪組提升物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
③增加提起的物重、減輕動(dòng)滑輪的重、減輕繩重、減小摩擦都可以提高滑輪組的機(jī)械效率．
故答案為：（1）便于測(cè)量力臂大小，同時(shí)消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響；誤將圖中的L₁看作是F₁的力臂；
（2）①55.6%；②用同一滑輪組提升物體時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；③對(duì)于給定的滑輪組，通過(guò)增大提起的物重提高效率（答案不唯一）．
分析：（1）①探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂，同時(shí)杠桿的重心通過(guò)支點(diǎn)，消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響．
②力臂在杠桿上，杠桿在水平位置平衡，并且力豎直作用在杠桿上．
（2）①知道物體的質(zhì)量，求出物體的重力，求出有用功，求出總功，根據(jù)機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率．
②同一滑輪組，提起的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
③滑輪組的機(jī)械效率跟摩擦、繩重、動(dòng)滑輪重、提起的物重有關(guān)，從這幾個(gè)方面進(jìn)行考慮．
點(diǎn)評(píng)：滑輪組的機(jī)械效率跟摩擦、繩重、動(dòng)滑輪重、提起的物重有關(guān)，跟物體升高的距離、運(yùn)動(dòng)速度、繩子的繞法都沒(méi)有關(guān)系．