Question

13．生活中我們經(jīng)常使用簡單機械．
（1）圖1是家用手搖晾衣架，A、B兩滑輪中屬于動滑輪的是B；若衣服和晾衣架的總重為120N，不計動滑輪重、繩重及摩擦，靜止時繩的拉力F=30N．請你提出一種使用時提高手搖晾衣架機械效率的方法：增大提升的物重或減小晾衣架重．
（2）如圖2所示，已知撬棒AD=1m，CD=BC=0.15m，石頭垂直作用在棒上的力是420N，若要撬動石頭，則施加在撬棒A點的力至少是63N．

Answer 1

分析 （1）①定滑輪和動滑輪的主要區(qū)別是：動滑輪會隨物體一起運動，定滑輪不隨物體運動；
②由圖可以看出連接動滑輪繩子的股數(shù)，不計動滑輪重、繩重及摩擦，根據(jù)F=$\frac{{G}_{總}}{n}$求出靜止時繩的拉力；
③在額外功一定時，增加物重可提高機械效率．減輕動滑輪的重也可以提高機械效率；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂的變形公式F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$可得，在阻力和阻力臂一定時，動力臂L₁越大，動力F₁越小．

解答 解：（1）A滑輪的軸是固定不動的，是定滑輪，B滑輪的軸與物體一起運動，是動滑輪．
由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=4，不計動滑輪重、繩重及摩擦，
靜止時繩的拉力：F=$\frac{{G}_{總}}{n}$=$\frac{120N}{4}$=30N，
提高手搖晾衣架機械效率的方法有：增大提升的物重或減小晾衣架重等．
（2）要使施加在撬棒A點的動力最小，應(yīng)使動力臂L₁最大．
當(dāng)以D為支點，在A點施加垂直AD向上的動力時，動力臂L₁=AD=1m，即動力臂為最大值，則動力為最�。�
此時阻力F₂=420N，阻力臂L₂=CD=0.15m，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得，施加在撬棒A點的力：
F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{420N×0.15m}{1m}$=63N．
故答案是：（1）B；30；增大提升的物重或減小晾衣架重；（2）63．

點評 本題主要考查滑輪組的拉力的計算、提高機械效率的方法及杠桿平衡條件的掌握和運用，對于滑輪組關(guān)鍵有二：一是承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n的確定（直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)），二是不計摩擦和動滑輪重時，F(xiàn)=$\frac{1}{n}$G_物．
在確定杠桿最小動力時，首先找到動力作用點和支點，這兩點的連線就是最大的動力臂，然后過動力作用點作連線的垂線，垂線方向應(yīng)根據(jù)實際情況來確定，就可以找到最小的動力了．