Question

【题目】某实验小组利用图所示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：

①用轻绳悬挂杠杆的一端作为支点O，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆'保持水平，此时弹簧测力计的读数为F0。

②拉动弹簧测力计缓慢上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2，请回答以下问题：

（1）在实验步骤①中，杠杆保持水平平衡，F0×OB=G×___________。

（2）在实验步骤②中，杠杆机械效率的表达式为η=___________。（用题中已知或测量的物理量符号表示）

（3）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是_________________。

（4）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

Answer 1

【答案】OA 杠杆的自重 变大

【解析】

第一空．钩码的悬挂点在A点，保持水平平衡时，由杠杠的平衡条件知道，
F0×OB=G×OA；

第二空．拉动弹簧测力计缓慢上升过程中，钩码的重力做的是有用功，大小是：
W有 =Gh1，
拉力做的是总功，大小是：
W总 =Fh2，
所以杠杆的机械效率的表达式是：

第三空．有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定，重物升高的距离一定，则说明有用功一定，所以，影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力；

第四空．杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，并且
W有 +W额=W总 ；
设杠杆重心升高的距离为h，则有
Gh1 +G杠 h=Fh2 ，
由于G、h1 、G杠 都不变，当钩码从A点到C点时，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，则Gh1 +G杠 h变小，所以Fh2 也变小；由知道，杠杆的机械效率变大。