Question

【题目】小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，所用的杠杆是一根质量均匀、重为5N的硬棒，他将棒的一端固定，把重为15N的物体挂在棒的中点，然后用手缓慢竖直向上提起棒的另一端，如图所示，若把物体提升了10cm，则小明作用在杠杆上的拉力是_______N，此过程中杠杆的机械效率是_______。保持拉力方向不变，让重物继续匀速上升，则拉力大小将_______（变大/变小/不变）

Answer 1

【答案】 10 75% 不变

【解析】

15N的物体和5N杠杆的重作用在杠杆中点上，动力竖直作用在杠杆的末端，两力都在竖直方向上，动力臂是阻力臂的2倍，所以动力是阻力的二分之一，即：

。

动力臂是阻力臂的2倍，则动力移动的距离是阻力移动距离的2倍，

所以机械效率为：；

将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程，如图所示：

杠杆在水平位置时，杠杆平衡，根据杠杆平衡条件得F×OA=G×OC，

则动力：﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，

当杠杆匀速提起到B点的过程中，杠杆平衡，根杠杆平衡条件得F'×OA′=G×OC'，

此时的动力：﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，

C为OA的中点，且二力始终在竖直方向，所以△OBA'∽△OCC'，

根据相似三角形的性质可得：。

所以，。