题目内容
(6分)某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下: ①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,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; ②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0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A、B两点上升的高度为h1、h2,回答下列问题:
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(1)杠杆机械效率的表达式为η=_________。(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)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:_____ 。
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B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”或“不变”)。
(1)
(2)杠杆自重 (3)变大
【解析】
试题分析:(1)实验中提升钩码所做的功为有用功:W有=Gh1,拉力对杠杆做的功为总功:W总=Fh2,所以机械效率的表达式
×100%=
×100%
(2)影响杠杆机械效率的主要因素有钩码重和杠杆的自重,在提起钩码的的过程中,不能避免将杠杆提起,克服杠杆重力做的功是额外功,提升的钩码重一定说明有用功一定,所以杠杆自重越重,机械效率越低.
(3)将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,阻力臂变大,由
可知:所以拉力F也变大,钩码提高相同的高度h1,杠杆提的比第一次低,那么克服杠杆的重力做功就少了,那么额外功就少了,在有用功不变的情况下,额外功变小,机械效率变大。
考点: 机械效率
为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系,小黄同学用弹簧测计拉着同一木块沿粗糙程度相同的斜面匀速向上运动,如图所示,实数据记录如下表:
实验次数 | 斜面的倾斜程度 | 木块重量G/N | 斜面高度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长s/m | 机械效率η |
1 | 较缓 | 10 | 0.4 | 6.6 | 1 | |
2 | 较陡 | 10 | 0.5 | 7.6 | 1 | 65.8% |
3 | 最陡 | 10 | 0.6 | 8.4 | 1 | 71.4% |
(1)根据表中数据可求出第1次实验:有用功是________J,总功是__________J,机械效率是_____________,拉木块时克服摩擦力做的功是__________J。
(2)分析表中数据,可以得出的初步结论是:在其他条件不变的情况下,斜面倾斜程度越陡,所需的拉力越_________,斜面的机械效率越___________。