Question

10．如图所示，用始终竖直向上的力F匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小为8N，拉力移动的距离为0.25m．该杠杆的机械效率为90%，此杠杆属于省力（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆．在抬高的过程中，F的大小不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）已知拉力的大小和拉力移动的距离，根据公式W=Fs可求拉力所做的功；还知道物体的重力和物体升高的高度，根据公式W=Gh可求有用功；有用功和总功的比值就是机械效率；
（2）杠杆使用起来比较省力，则为省力杠杆；
（3）分析物体在升起过程中拉力的力臂即重力力臂的变化，根据平衡条件得出结论．

解答 解：（1）有用功为W_有=Gh=18N×0.1m=1.8J；
拉力所做的功为W_总=Fs=8N×0.25m=2J，
杠杆的机械效率为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.8J}{2J}$×100%=90%；
（2）此杠杆使用时动力臂大于阻力臂，比较省力，属于省力杠杆．
（3）若使杠杆如图平衡，在抬高的过程中，拉力的力臂变长，阻力的力臂也变长，但两力的力臂的比值不变，又由于悬挂物体的重力不变，所以根据杠杠的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂可知，拉力的大小不变．
故答案为：90%；省力；不变．

点评 本题考查了使用杠杆时机械效率的计算、杠杠类型的判断和杠杠平衡条件的应用．熟练掌握基础知识是解题关键．