题目内容
【题目】某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2
回答下列问题:
(1)实验中有用功的表达式为W有=___,总功的表达式为W总=___,杠杆机械效率的表达式为η=___。(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:___
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将__ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)若弹簧测力计拉力方向一直垂直于OB杆向上拉动,则测力计示数__ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 Gh1 Fh2 杠杆的自重 变大 变小
【解析】(1)根据,所以有用功的表达式为:
,
总功的表达式为:
杠杆机械效率的表达式为:
(2)实验中,物重一定,有用功一定,额外功为提升杠杆本身所做的功,所以影响杠杆机械效率的主要因素是:杠杆的自重。
(3)悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度时,有用功不变,B点即拉力的作用点上升的高度将降低,所做的额外功减小,所以杠杆的机械效率将变大。
(4)若弹簧测力计拉力方向一直垂直于OB杆向上拉动时,拉力的力臂等于OB的长不变,而阻力的力臂在不断减小,根据杠杆的平衡条件: ,则测力计示数变小。
故答案为:(1). Gh1 (2). Fh2 (3). (4). 杠杆的自重 (5). 变大 (6). 变小
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