Question

用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．不考虑摩擦．
（1）实验中，将两个相同的钩码悬挂在A点匀速将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为

0.5

N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率η₁为

66.7

%．
（2）将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时，该杠杆的机械效率为η₂，则η₂

＞

η₁．（＜/=/＞）
（3）将同一物体分别悬挂在A、B两点匀速提高时的机械效率分别为η_A和η_B，则η_A

＜

η_B．（＜/=/＞）

Answer 1

分析：（1）对弹簧测力计进行读数时，需看清弹簧测力计的分度值，然后根据指针位置进行读数；在实验中，弹簧测力计向上拉力做的功是总功，克服钩码重力做的功是有用功，杠杆的机械效率可以根据公式η=

W有

W总

来计算．
（2）本实验中，不考虑摩擦时额外功是由克服杠杆自重做的功，将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时，所做的额外功相同，根据有用功结合效率公式得出机械效率的变化．
（3）将同一物体分别悬挂在A、B两点时，改变了钩码重力的力臂，根据杠杆平衡条件分析，改变了弹簧测力计的拉力，改变了弹簧测力计的拉力做功的多少，改变了机械效率的高低．

解答：解：（1）由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，所以它的示数是0.5N．
在实验过程中，有用功是：W_有用=Gh=1N×0.1m=0.1J，
总功是：W_总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，
所以杠杆的机械效率是：η=

W有

W总

=

0.1J

0.15J

≈66.7%．
（2）将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时，所做的额外功相同，有用功增加，即有用功占总功的比值变大，所以此时的机械效率变大，即η₂＞η₁．
（3）将同一物体由悬挂的A点变为B点时，物体的力臂变大，由杠杠的平衡条件可知拉力F变大；
杠杆提升的高度减小，额外功减小，因此有用功占总功的比值变大，即杠杆的机械效率变大．
故答案为：0.5；66.7%；＞；＜．

点评：本题考查杠杆机械效率的测量，把握有用功、总功的计算方式，明确机械效率的表达式和杠杆的平衡条件是关键．