题目内容
【题目】小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,将重G为15 N的物体挂在一粗细相同、质量均匀的长硬棒的中点,手竖直提起棒的另一端,用10 N的拉力使物体在2s内缓慢匀速提升了0. 1 m,如图所示(不计摩擦).
(1)重物上升速度为_________m/s.
(2)小明利用杠杆所做的有用功为_________J,拉力做功的功率为________W,杠杆的机械效率为__________.
(3)长硬棒自身的重力为__________N.若把重物向支点移动一段距离,则将该重物缓慢匀速提升时杠杆的机械效率将________(选填“变大”“变小”或“不变”).
【答案】0.051.5175%5变小
【解析】
(1)重物上升的速度;
(2)所做有用功:W有=Gh=15N×0.1m=1.5J;
由图可知:拉力移动距离s=2h=2×0.1m=0.2m,
所以总功W总=Fs=10N×0.2m=2J,
杠杆做功的功率为:;
杠杆的机械效率
(3) W额=W总-W有=2J-1.5J=0.5J,根据W额=G棒h可知,长硬棒的重力G棒=
如果将该物体的悬挂点离支点近一点,将物体提升到同一高度,所做有用功不变,则需要把杠杆提升到更高的高度,即所做的额外功增加,所以杠杆的机械效率将变小.
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