Question

【题目】某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，该杠杆自重为，用轻绳悬挂杠杆一端的点作为支点，在点用轻绳悬挂总重为的钩码，在点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计．竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持点位置不变）．然后将钩码挂到点，同样竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升，请画图推导出钩码挂处的机械效率与钩码挂处的机械效率的大小关系______（不计摩擦）．

Answer 1

【答案】ηA<ηc

【解析】

使用杠杆克服钩码的重力做功，有用功等于克服钩码重力做的功，总功等于弹簧测力计的拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值。

如图所示：

有用功为W有=Gh1，总功W总=Fh2，则机械效率的表达式，钩码的悬挂点在A点时，由杠杠的平衡条件得；悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得，经对比发现，由OA到OC阻力臂变大，所以拉力F也变大，如果仍使钩码提升相同的高度，有用功不变，杠杆提升的高度就会减小，总功减小，杠杆的机械效率变大，所以ηA<ηc。