(2013•滨湖区二模)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.

(2013•滨湖区二模)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点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,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η1=
2mgh2
h1F1
×100%
2mgh2
h1F1
×100%
(用物理量的符号表示),此时的杠杆是______杠杆.
(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A点上升高度仍为h1,则弹簧测力计的示数将______(大于/等于/小于)F1.此时杠杆的机械效率为η2______η1(大于/等于/小于).
l1985112g 1年前 已收到1个回答 举报

20030920 幼苗

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解题思路:(1)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;
动力臂大于阻力臂,省力杠杆;动力臂小于阻力臂,费力杠杆;动力臂等于阻力臂,等臂杠杆;
(2)从图中可以看出,将2只钩码悬挂在C点时,重力的力臂大于在B点重力的力臂,而动力臂不变,根据杠杆平衡的条件可知弹簧测力计的示数的变化情况;再分析有用功和总功的变化,根据η=
W有用
W
得出机械效率的变化情况.

(1)有用功为W=Gh2=2mgh2,总功W=F1h2,则机械效率的表达式η=
W有用
W总×100%=
Gh2
F1h1×100%=
2mgh2
F1h1×100%;
此杠杆的动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆;
(2)钩码的悬挂点在B点时,由杠杠的平衡条件得F1•OA=G•OB;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得F2•OA=G•OC;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;
在此过程中,物重不变,A点上升高度h1不变,但物体上升的高度减小,所以有用功减小,总功变大,所以根据η=
W有用
W总可知,机械效率变小.
故答案为:(1)
2mgh2
h1F1×100%;省力;(2)大于;小于.

点评:
本题考点: 杠杆的机械效率.

考点点评: 本题考查杠杆机械效率的测量,把握有用功、总功的计算方式,明确机械效率的表达式,能够运用杠杆的平衡条件来分析问题.

1年前

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