Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。

(1)實驗中，將杠桿從實線位置勻速拉至圖中虛線位置，彈簧測力計的示數如圖所示為____________，彈簧測力計上升的距離為0.3m，鉤碼總重為1.0N，鉤碼上升的高度為0.1m，則杠桿的機械效率為_____________%。

(2)若不計摩擦，由(1)中所給數據算出杠桿自重為________________；若僅將鉤碼由A點移至B點，彈簧測力計豎直上提的過程中示數FB______________FA，鉤碼勻速上升的高度為0.1m。則杠桿的機械效率的機械效率ηB__________________ηA，理由是________________________________.

Answer 1

【答案】0.5N 66.7 0.5N 杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此有用功占總功的比值變大，即杠桿的機械效率變大

【解析】

對彈簧測力計進行讀數時，需看清彈簧測力計的分度值，然后根據指針位置進行讀數．在實驗中，彈簧測力計向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；杠桿的機械效率可以根據公式η=來計算．將同一物體由懸掛的A點變為B點時，物體的力臂變大，由杠杠的平衡條件可知拉力F變大；杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此有用功占總功的比值變大，即杠桿的機械效率變大．

（1）由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.1N，所以它的示數是0.5N．在實驗過程中，有用功是：W有用=Gh=1N×0.1m=0.1J總功是：W總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J

所以杠桿的機械效率是：η===66.7%

（2）利用杠桿提升重物時，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功，此題不考慮摩擦。則杠桿自重做的功是額外功。即0.15J0.1J，所以桿自重. （3）將同一物體由懸掛的A點變為B點時，物體的力臂變大，由杠杠的平衡條件可知拉力F變大；杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此有用功占總功的比值變大，即杠桿的機械效率變大．