Question

【題目】小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率，每個鉤碼的質量為m，O為支點。

(1)他將2只鉤碼懸掛在B點,在A點豎直向上______拉動彈簧測力計,拉力為F1,測得A. B兩點上升的高度分別為h1、h2,則此次杠桿的機械效率為η=_______(用已知或測量物理量的符號表示)

(2)他將2只鉤碼懸掛在C點,在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使C點上升高度為h2,則彈簧測力計的示數將______(大于/等于/小于)F1,此次彈簧測力計做的功將______(大于/等于/小于)第一次做的功,杠桿的機械效率將______(選填“變大”、“變小”或“不變”).

(3)他將3只鉤碼懸掛在C點,在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使C點上升高度仍為h2,則第3次杠桿的機械效率與前兩次相比______(最大/最小/三次相等).

(4)本實驗中，影響杠桿機械效率的主要因素是：______.

Answer 1

【答案】勻速 大于 小于 變大 最大 杠桿自重

【解析】

（1）為了測定機械效率，應豎直向上勻速拉動測量計，這樣受力才平衡；

有用功為，總功，

則機械效率的表達式為；；

（2）鉤碼的懸掛點在B點時，由杠杠的平衡條件得；懸掛點移至C點時，由杠杠的平衡條件得；

從圖中可以看出，由OB到OC力臂變大，所以彈簧測力計的示數變大；

鉤碼上升相同高度時，位于C點，杠桿上升的高度小，有用功不變，但杠桿提升的高度減小，額外功減小，又因為總功等于額外功與有用功之和，因此此次彈簧測力計做的功將小于第一次做的功，根據知，機械效率變大；

（3）將3只鉤碼懸掛在C點時，物體升高的高度不變，物重增加，由可得，有用功變大，但杠桿提升的高度與第二次相同，額外功與第二次相同，又因為機械效率等于有用功與總功的比值，因此第三次的機械效率大于第二次的機械效率．所以第三次的機械效率最大．

（4）由以上分析可知，所做的額外功是提升杠桿本身所做的功，而額外功越多，機械效率越低，所以影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿自重。