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如图所示,杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升.下表是提升物体时采集...

如图所示,杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升.下表是提升物体时采集到的信息:
物重G(N)OA(m)OB(m)A端上升的高度h(m)B端下降的竖直距离s(m)
400.80.40.20.1
(1)若不计杠杆自重和摩擦,求拉力F的大小;
(2)若实际拉力F为90N,求拉力做的总功及杠杆的机械效率.

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(1)在重物升高的过程中,画出动力臂和阻力臂,杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系不变,而阻力不变,由杠杆的平衡条件可知动力不变,根据杠杆在水平位置时平衡求出拉力大小; (2)知道拉力大小和下降竖直距离,利用W=Fs求拉力做的总功;知道物体重和上升的高度,利用W=Gh求有用功;再利用效率公式求杠杆的机械效率. 【解析】 (1)如图,当杠杆从水平位置匀速转到图示位置时,OC、OD为阻力臂和动力臂 ∵△OCA′∽△ODB′, ∴=,大小不变; 又∵FL1=GL2,阻力(物重G不变), ∴当杠杆匀速转动时,动力F的大小不变; ∵FLOB=GLOA, ∴F===80N; (2)由表中数据可知,s=0.1m,h=0.2m, W总=F′s=90N×0.1m=9J, W有用=Gh=40N×0.2m=8J, 杠杆的机械效率: η=×100%=×100%≈88.9%. 答:(1)若不计杠杆自重和摩擦,拉力F的大小为80N; (2)若实际拉力F为90N,拉力做的总功为9J,杠杆的机械效率88.9%.
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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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