题目内容
【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,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为__________N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为__________%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:______________________________。
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两 点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数 | 钩码 悬挂点 | 钩码总重 G/N | 钩码移动距离 h/m | 拉力 F/N | 测力计移动距离 s/m | 机械效率 /% |
1 | A点 | 1.5 | 0.10 | 0.7 | 0.30 | 71.4 |
2 | B点 | 2.0 | 0.15 | 1.2 | 0.30 | 83.3 |
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:_____________________________;
【答案】0.5 66. 7% 克服杠杆重力做额外功/克服摩擦做额外功 不能
【解析】
(1)[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;
[2]在实验过程中,有用功是:
W有=Gh=1.0N×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:
====66.7%
[3]使用该杠杆做额外功的原因是:利用杠杆提升物体时,克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功;
(2)[4]分析机械效率的影响因素应采取控制变量法,研究提起的物重和机械效率的关系时,应保持钩码的位置不变;原实验中先后将钩码挂在A、B两点,是错误的;为避免实验的偶然性,应进行多次实验,分析多组数据,才能得出正确结论。原实验中只凭一次实验数据对比做出结论是不科学的。