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某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下: ①用轻绳悬挂杠杆...

manfen5.com 满分网某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2
回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η=______.(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:______
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(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; (2)机械效率是有用功和总功的比值,它反映了有用功在总功中所占比例的大小,也反映了额外功所占比例的大小,影响机械效率的因素从有用功和额外功两方面考虑; (3)将钩码的悬挂点从A点移至C点,改变了钩码重力的力臂,根据杠杆平衡条件分析,改变了弹簧测力计的拉力,改变了弹簧测力计的拉力做功的多少,改变了机械效率的高低. 【解析】 (1)有用功为W有=Gh1,总功W总=Fh2,则机械效率的表达式η=×100%=×100%. (2)有用功是提升钩码所做的功,额外功主要是克服杠杆重力做的功,影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例;提升的钩码重一定说明有用功一定,所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力. (3)钩码的悬挂点在A点时,由杠杠的平衡条件得G•OA=F•OB;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得G•OC=F•OB,经对比发现,由OA到OC力臂变大,所以拉力F也变大,杠杆提升的高度减小,额外功减小,因此杠杆的机械效率变大. 故答案为:(1)×100%;(2)杠杆的自重;(3)变大.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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