小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,将重为285N的重物挂在杠杆的中点,用手竖直提起棒的另一端,使物体缓慢匀速提升,如图

小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,将重为285N的重物挂在杠杆的中点,用手竖直提起棒的另一端,使物体缓慢匀速提升,如图所示.
(1)若不计杠杆自身重力和摩擦,求拉力F的大小?
(2)若不计摩擦,杠杆是一根重为15N质地均匀的硬棒,小明利用杠杆将重物提升0.lm,则小明所做的有用功为多大?机械效率是多大?
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qiujunww 幼苗

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解题思路:(1)由于拉力总是竖直向上的,重物挂在杠杆的中点,所以动力臂是阻力臂的2倍.根据杠杆平衡条件求出拉力大小.
(2)知道重物上升的距离和时间,根据速度公式求出速度大小;知道重物重力和重物上升的距离,根据W=Gh求出有用功,知道杠杆在重力和杠杆中点上升的距离,根据W=Gh求出额外功;求出总功;根据机械效率公式求出机械效率.

(1)由杠杆原理可知:FL1=GL2,即[F/G]=
L2
L1=[1/2];
F=[G/2]=[285N/2]=142.5N.
(2)W有用=Gh=285N×0.1m=28.5J,
W额外=Gh=15N×0.1m=1.5J,
W=W有用+W额外=28.5J+1.5J=30J,
η=
W有用
W总=[28.5J/30J]×100%=95%.
答:(1)不计杠杆自身重力和摩擦,拉力F是142.5N.
(2)小明使用杠杆所做的有用功为28.5J.机械效率是95%.

点评:
本题考点: 杠杆的平衡分析法及其应用;机械效率的计算.

考点点评: 对于已知机械效率或要求机械效率的问题,想法求出有用功、总功,根据机械效率公式求出未知量.

1年前

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