题目内容
9．
小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，O为支点．总重为G的钩码悬挂在杠杆上的A点，竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，测得钩码上升的高度为h，弹簧测力计示数为F，其移动距离为s．（1）该实验中做额外功的主要原因是克服杠杆自身重力做功，该杠杆的机械效率为η=$\frac{Gh}{Fs}$×100%（用题目中物理量的符号表示）；
（2）钩码悬挂在A点时，弹簧测力计拉力为F1，杠杆机械效率为η1，若同样的将钩码悬挂在B点进行实验，仍将钩码缓慢提升高度h，弹簧测力计拉力为F2，杠杆的机械效率为η2，忽略摩擦，则F2大于F1、η2大于η1（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（3）若保持钩码悬挂在A点不变，而将弹簧测力计作用点从杠杆最右端移到B点，仍然竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，将钩码仍提升高度h，忽略摩擦，此时杠杆的机械效率为η3，则η3等于η1（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
分析 （1）分析用杠杆提升钩码的过程中的有用功与额外功，根据机械效率公式写出表达式；
（2）分析提升钩码过程中动力与阻力，根据杠杆的平衡条件比较悬挂点移动后动力大小的变化；
根据总功的来源，分析悬挂点移动后有用功与额定功的变化，得出总功的变化，根据机械效率公式讨论机械效率大小变化；
（3）有用功不变，根据总功的来源，分析动力的作用点移动后，总功的变化，根据根据机械效率公式讨论机械效率大小变化；
解答 解：（1）在提升钩码的过程中，要克服杠杆的自重做额定功，该实验中做额外功的主要原因是：克服杠杆自身重力做功；
总重为G的钩码悬挂在杠杆上的A点，竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，测得钩码上升的高度为h，
做的有用功：W有用=Gh，
弹簧测力计示数为F，其移动距离为s，总功：W总=Fs，
该杠杆的机械效率为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%；
（2）在水平位置时，设杠杆自身重力的力臂为L′，拉力的力臂为杠杆的长度L，
钩码的悬挂点在A点时，钩码重力的力臂为OA，
由杠杠的平衡条件：
F1•L=G•OA+G杠杆L′
悬挂点移至B点时，
由杠杠的平衡条件：
F2•L=G•OB+G杠杆L′；
从图中可以看出，由OA到OB力臂变大，G•OB+G杠杆L′＞G•OA+G杠杆L′
即F2•L＞F1•L，所以F2＞F1，即弹簧测力计的示数变大；
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有用+W额=W总；
设杠杆重心升高的距离为h′，则有：Gh+G杠杆h′=Fh1，
而G不变，h不变，G杠杆不变，钩码悬挂从A点到B点，钩码还升高相同的高度h，但杠杆上旋的角度减小，
如下图所示：
杠杆升高的距离h′变小，所以Gh+G杠杆h′变小，所以Fh1也变小；
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{{Fh}_{1}}$可知，杠杆的机械效率变大；
（3）保持钩码悬挂在A点不变，只是将将弹簧测力计作用点从杠杆最右端移到B点，仍然竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，将钩码仍提升高度h，忽略摩擦，由（2）知，Gh+G杠杆h′保持不变，故Fh1不变，即总功不变，
因有用功W有用=Gh不变，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$，此时杠杆的机械效率为η3=η1．
故答案为：（1）克服杠杆自身重力做功； $\frac{Gh}{Fs}$×100%；
（2）大于；大于
（3）等于．
点评 本题探究杠杆的机械效率，主要考查杠杆的平衡条件及在阻力作用点和动力作用点变化后引起的机械效率的变化，关键是要分清在变化的过程中，哪些量发生了变化，哪此量不发生变化，有难度．
如图所示为科研人员研制的“发电鞋”，鞋的内部安装了磁铁和线圈，当人体带动磁铁运动时，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流，当人以5km/h的速度行走时，其发电的功率约为0.4W．下列说法正确的是（ ）| A． | 发电鞋工作时将电能转化为机械能 | |
| B． | 发电鞋是利用电流的磁效应原理工作的 | |
| C． | 发电鞋是利用电磁感应原理工作的 | |
| D． | 在人以5km/h的速度行走1h的过程中，发电鞋可以产生约0.4J的电能 |
| A． | 抛出后的实心球运动到最高点时，实心球的动能为零 | |
| B． | 跳绳时人需要克服自身重力做功 | |
| C． | 到达50m终点线后人不能立即停止，是由于人具有惯性 | |
| D． | 立定跳远落地后静止时，人对地面的压力和地面对人的支持力是相互作用力 |
如图甲所示，R1是阻值10Ω的定值电阻，滑动变阻器R2的规格为“25Ω 2A”，滑动变阻器的功率P与其电阻R2的关系图象如图乙所示，则电源电压为3V，R2消耗的最大功率是0.225W，电路的总功率最大值为0.9W．
| A． | 甲图中学体棒ab只要运动，电路中就会产生电流 | |
| B． | 乙图中若只将磁体的两极对调，导体的运动方向不改变 | |
| C． | 甲图实验探究的是电能生磁 | |
| D． | 甲乙两图实验说明电能和机械能是可以相互转化的 |
| A． | 踢出去的足球，能继续向前滚动，是由于足球受到惯性的作用 | |
| B． | 用桨向后划水，船就会向前运动，利用了物体间的作用是相互的 | |
| C． | 飞机飞行时，机翼上方空气压强大，从而产生升力，使飞机上升 | |
| D． | 如果要使一个物体持续运动就必须对它施加力的作用 |
