Question

【題目】小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率，每個鉤碼的質量為m，O為支點。

（1）他將2只鉤碼懸掛在B點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，拉力為F1， 測得A、B兩點上升的高度分別為h1、h2， 則此次杠桿的機械效率為η=________。（用物理量的符號表示）

（2）他將2只鉤碼懸掛在C點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使C點上升高度與第一次相同，則彈簧測力計的示數將________（選填“＞”、“=”或“＜”）F1 ， 此次彈簧測力計做的功將________（選填“＞”、“=”或“＜”）第一次做的功。

（3）如果他想探究杠桿機械效率與物重的關系，在上述（1）實驗基礎上，接下來他應將3只鉤碼懸掛在________點（填“B”或“C”），并使鉤碼上升________高度（填“相同”或“不同”），測出拉力和A點移動的距離。

Answer 1

【答案】×100% ＞ ＜ B 相同

【解析】

（1）根據題意得，有用功為：，

總功為：，

則機械效率的表達式為：。

（2）鉤碼的懸掛點在B點時，由杠杠的平衡條件得；懸掛點移至C點時，由杠杠的平衡條件得；

從圖中可以看出，由OB到OC力臂變大，所以彈簧測力計的示數變大；

上升高度相同，有用功不變，但杠桿提升的高度減小，額外功減小，又因為總功等于額外功與有用功之和，因此此次彈簧測力計做的功將小于第一次做的功。

（3）探究杠桿機械效率與物重的關系，在上述（1）實驗基礎上，根據控制變量的思想，應將3只鉤碼懸掛在B點，并使鉤碼上升相同高度，測出拉力和A點移動的距離。