Question

小红同学用如图所示的两种机械做了探究“使用机械是否能省功”的实验，得到下表中的数据．

次数	使用机械	钩码重/N	钩码上升的距离/m	弹簧测力计的示数/N	弹簧测力计作用点移动距离/m	W有用功/J	W总/J
1	动滑轮	1	0.10	0.6	0.20	0.10	0.12
2	动滑轮	2	0.20	1.1	0.40	0.40	0.44
3	杠杆	1	0.05	0.4	0.15		0.06
4	杠杆	2	0.10	0.7	0.30	0.20	0.21

（1）第3次实验中使用杠杆提升钩码时所做的有用功是______J，机械效率是______ （保留一位小数）．
（2）比较落后2、4次实验，机械效率大的是______
（3）分析实验田1、2的数据还可初步得出有关动滑轮机械效率与钩码重量的关系是：______．
（4）请在杠杆机械中画出重物所受重力的示意图和拉力的力臂．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据公式W=Gh求出有用功，根据η=求出机械效率；
（2）根据η=求出两次实验中的机械效率，然后进行比较；
（3）根据η=求出两次实验中的机械效率，然后得出结论；
（4）重力的示意图画法：找出物体的重心，从重心开始画一个竖直向下的箭头；动力臂即支点到动力作用线的距离．
解答：解：（1）第3次实验中，有用功W_有用=Gh=1N×0.05m=0.05J；总功W_总=0.06J，所以其机械效率η₃=×100%=×100%≈83.3%；
（2）第2次实验中，其机械效率η₂=×100%=×100%≈90.9%；
第4次实验中，其机械效率η₄=×100%=×100%≈95.2%，
所以第4次实验中的机械效率大；
（3）第1次实验中，其机械效率η₁=×100%=×100%≈83.3%，
综上所述，第2次实验中的机械效率大于第1次的机械效率，所以动滑轮机械效率与钩码重量的关系是：物体越重，机械效率越高；
（4）形状规则、质地均匀的物体，它的重心在它的几何中心上，重力方向是竖直向下的，如下图；
O点为支点，过O点作垂直于拉力F作用线的垂线L，即为拉力的力臂，如下图；

点评：此题主要考查的是学生对功、机械效率的计算公式的理解和掌握，以及力的示意图的画法，要注意力的作用点和方向；同时考查了力臂的画法，基础性题目．