Question

19．如图所示，OB为一杠杆，O为支点，OA=0.2m，OB=0.3m，将重3N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，在A点至少需加4.5N的拉力，这是一个费力（省力/费力）杠杆．若实际拉力为5N，测力计沿竖直方向上升0.1m，则杠杆的机械效率为90%．

Answer 1

分析 （1）杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上，力臂在杠杆上，力臂最大，用力最小．物体阻碍杠杆逆时针转动，拉力要促使杠杆逆时针转动，所以拉力要竖直向上．分析动力臂和阻力臂，知道阻力、阻力臂、动力臂，根据杠杆平衡条件求出动力．
（2）根据动力臂和阻力臂大小判断是省力杠杆，还是费力杠杆．
（3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出杠杆的机械效率．

解答 解：（1）杠杆在水平位置平衡，当拉力竖直向上作用在杠杆上，力臂最长，力最小．所以动力臂是OA，阻力臂是OB，OB=0.3m，
根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，F₁×0.2m=3N×0.3m，
F₁=4.5N．
（2）由于动力臂小于阻力臂，这个杠杆是费力杠杆．
（3）杠杆的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{3N×0.1m}{5N×\frac{2}{3}×0.1m}$×100%=90%．
故答案为：4.5；费力；90．

点评 此题结合实例考查了对杠杆的平衡条件的理解与应用以及机械效率的计算，会通过计算比较动力和阻力的大小，从而判断是什么类型的杠杆．