题目内容
【题目】小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,杠杆的质量分布均匀,右端固定在O点,杠杆可绕O点在竖直平面内转动:
(1)该实验中杠杆所做的额外功主要是______________________________;
(2)他将重为G的钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F1,测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2,则此次杠杆的机械效率为η1 =______________________________(用物理量的符号表示);
(3)若保持钩码的位置不变,弹簧测力计竖直作用在C点,缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度,不计摩擦,则弹簧测力计的示数F2_____________________F1,杠杆的机械效率η2_______________η1(均选填“>”“<”或“=”)。
【答案】克服杠杆自重做功 > =
【解析】
第一空.探究杠杆的机械效率,所做的额外功主要是克服杠杆自重做功;
第二空.有用功为
W有=Gh2,
总功为
W总=F1h1,
则机械效率的表达式
η=;
第三空.弹簧测力计在A点时,由杠杠的平衡条件得F1×OA=G×OB;弹簧测力计移至C点时,由杠杠的平衡条件得F2×OC=G×OB;从图中可以看出,OA>OC,所以F2>F1;
第四空.不计摩擦,杠杆提升钩码时,对钩码做有用功,克服杠杆重力做额外功,并且W有+W额=W总;设杠杆重心升高的距离为h,则有:Gh2+G杠h=Fh1,而G不变,h2不变,G杠不变,弹簧测力计从A点到C点,钩码升高相同的高度,杠杆升高的距离h不变,所以Gh2+G杠h不变,所以Fh1也不变;由η=得到杠杆的机械效率不变,即η2=η1。
【题目】八年级同学小映和小杰用下图所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
压力F/N | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
摩擦力 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 |
(1)实验时,拉动木块在水平木板上做____________运动;改变木块上所加钩码的个数进行多次实验,记录的数据如上表所示,分析表中的数据可知:当接触面的粗糙程度一定时,摩擦力跟压力的大小成____________。
(2)小杰觉得上述实验过程很难保证木块匀速直线运动,设计了如图丙的实验,图丙中木块所受摩擦力的方向为__________________________。