Question

【题目】用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

(1)实验中，将杠杆从实线位置匀速拉至图中虚线位置，弹簧测力计的示数如图所示为____________，弹簧测力计上升的距离为0.3m，钩码总重为1.0N，钩码上升的高度为0.1m，则杠杆的机械效率为_____________%。

(2)若不计摩擦，由(1)中所给数据算出杠杆自重为________________；若仅将钩码由A点移至B点，弹簧测力计竖直上提的过程中示数FB______________FA，钩码匀速上升的高度为0.1m。则杠杆的机械效率的机械效率ηB__________________ηA，理由是________________________________.

Answer 1

【答案】0.5N 66.7 0.5N 杠杆提升的高度减小，额外功减小，因此有用功占总功的比值变大，即杠杆的机械效率变大

【解析】

对弹簧测力计进行读数时，需看清弹簧测力计的分度值，然后根据指针位置进行读数．在实验中，弹簧测力计向上拉力做的功是总功，克服钩码重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功；杠杆的机械效率可以根据公式η=来计算．将同一物体由悬挂的A点变为B点时，物体的力臂变大，由杠杠的平衡条件可知拉力F变大；杠杆提升的高度减小，额外功减小，因此有用功占总功的比值变大，即杠杆的机械效率变大．

（1）由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，所以它的示数是0.5N．在实验过程中，有用功是：W有用=Gh=1N×0.1m=0.1J总功是：W总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J

所以杠杆的机械效率是：η===66.7%

（2）利用杠杆提升重物时，克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功，此题不考虑摩擦。则杠杆自重做的功是额外功。即0.15J0.1J，所以杆自重. （3）将同一物体由悬挂的A点变为B点时，物体的力臂变大，由杠杠的平衡条件可知拉力F变大；杠杆提升的高度减小，额外功减小，因此有用功占总功的比值变大，即杠杆的机械效率变大．