Question

【题目】小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点。

(1)他将2只钩码悬挂在B点,在A点竖直向上______拉动弹簧测力计,拉力为F1,测得A. B两点上升的高度分别为h1、h2,则此次杠杆的机械效率为η=_______(用已知或测量物理量的符号表示)

(2)他将2只钩码悬挂在C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度为h2,则弹簧测力计的示数将______(大于/等于/小于)F1,此次弹簧测力计做的功将______(大于/等于/小于)第一次做的功,杠杆的机械效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”).

(3)他将3只钩码悬挂在C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为h2,则第3次杠杆的机械效率与前两次相比______(最大/最小/三次相等).

(4)本实验中，影响杠杆机械效率的主要因素是：______.

Answer 1

【答案】匀速 大于 小于 变大 最大 杠杆自重

【解析】

（1）为了测定机械效率，应竖直向上匀速拉动测量计，这样受力才平衡；

有用功为，总功，

则机械效率的表达式为；；

（2）钩码的悬挂点在B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；

从图中可以看出，由OB到OC力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大；

钩码上升相同高度时，位于C点，杠杆上升的高度小，有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功，根据知，机械效率变大；

（3）将3只钩码悬挂在C点时，物体升高的高度不变，物重增加，由可得，有用功变大，但杠杆提升的高度与第二次相同，额外功与第二次相同，又因为机械效率等于有用功与总功的比值，因此第三次的机械效率大于第二次的机械效率．所以第三次的机械效率最大．

（4）由以上分析可知，所做的额外功是提升杠杆本身所做的功，而额外功越多，机械效率越低，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自重。