Question

【题目】小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，杠杆一端固定，中点处挂有一重力 G 为 20N 的重物，现用手竖直提起杠杆的另一端，使物体缓慢匀速提升（摩擦忽略不计）．

（1）若不计杠杆自重，求拉力 F 的大小。

（2）若杠杆是一根自重为 5N、材料均匀的硬棒，将重物提升的高度 h 为 0.10m，小明使用杠杆机械效率 η 是多大。

Answer 1

【答案】（1）10N；（2）80%

【解析】

(1)重物挂在杠杆的中点，所以动力臂是阻力臂的2倍。 由杠杆平衡条件知道，FL1 =GL2，所以拉力是：

(2)克服重力做的有用功是：

W有用 =Gh=20N×0.1m=2J；

使用机械做的额外功是：

W额外 =G杆 h=5N×0.1m=0.5J

使用机械做的总功是：

W总 =W有用 +W额外 =2J+0.5J=2.5J

由知道，小明使用杠杆机械效率是：

答：(1)不计杠杆自身重力和摩擦，拉力是10N。

(2)小明使用杠杆的机械效率是80%。