Question

【題目】小明在探究利用杠桿做功的實踐活動中，所用的杠桿是一根質量均勻、重為5N的硬棒，他將棒的一端固定，把重為15N的物體掛在棒的中點，然后用手緩慢豎直向上提起棒的另一端，如圖所示，若把物體提升了10cm，則小明作用在杠桿上的拉力是_______N，此過程中杠桿的機械效率是_______。保持拉力方向不變，讓重物繼續勻速上升，則拉力大小將_______（變大/變小/不變）

Answer 1

【答案】 10 75% 不變

【解析】

15N的物體和5N杠桿的重作用在杠桿中點上，動力豎直作用在杠桿的末端，兩力都在豎直方向上，動力臂是阻力臂的2倍，所以動力是阻力的二分之一，即：

。

動力臂是阻力臂的2倍，則動力移動的距離是阻力移動距離的2倍，

所以機械效率為：；

將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程，如圖所示：

杠桿在水平位置時，杠桿平衡，根據杠桿平衡條件得F×OA=G×OC，

則動力：﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，

當杠桿勻速提起到B點的過程中，杠桿平衡，根杠桿平衡條件得F'×OA′=G×OC'，

此時的動力：﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，

C為OA的中點，且二力始終在豎直方向，所以△OBA'∽△OCC'，

根據相似三角形的性質可得：。

所以，。