题目内容

【题目】某实验小组利用图所示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:

①用轻绳悬挂杠杆的一端作为支点O,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,此时弹簧测力计的读数为F0

②拉动弹簧测力计缓慢上升(保持O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AB两点上升的高度为h1h2,请回答以下问题:

1)在实验步骤①中,杠杆保持水平平衡,F0×OB=G×___________

2)在实验步骤②中,杠杆机械效率的表达式为η=___________。(用题中已知或测量的物理量符号表示)

3)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_________________

4)若只将钩码的悬挂点由A移至COB位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将______(选填变大变小不变)。

【答案】OA 杠杆的自重 变大

【解析】

第一空.钩码的悬挂点在A点,保持水平平衡时,由杠杠的平衡条件知道,
F0×OB=G×OA

第二空.拉动弹簧测力计缓慢上升过程中,钩码的重力做的是有用功,大小是:
W =Gh1
拉力做的是总功,大小是:
W =Fh2
所以杠杆的机械效率的表达式是:

第三空.有用功是提升钩码所做的功,额外功主要是克服杠杆重力做的功,影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例;提升的钩码重一定,重物升高的距离一定,则说明有用功一定,所以,影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力;

第四空.杠杆提升钩码时,对钩码做有用功,克服杠杆重做额外功,并且
W +W=W
设杠杆重心升高的距离为h,则有
Gh1 +G h=Fh2
由于Gh1 G 都不变,当钩码从A点到C点时,钩码还升高相同的高度,杠杆上旋的角度减小,杠杆升高的距离h变小,则Gh1 +G h变小,所以Fh2 也变小;由知道,杠杆的机械效率变大。

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