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小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,将重G为15N的重物挂在杠杆的中点,用手竖直...

小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,将重G为15N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)不计杠杆自身重力和摩擦,求拉力F的大小?
(2)如杠杆是一根重为5N质量均匀的硬棒,若在2s内将重物提升0.l0m,则重物上升的速度是多大?小明使用杠杆所做的有用功为多大?机械效率是多大?

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(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. 【解析】 (1)由杠杆原理可知:FL1=GL2,即==,F==7.5N. (2)v===0.05m/s, W有用=Gh=15N×0.1m=1.5J, W额外=G杆h=5N×0.1m=0.5J, W总=W有用+W额外=1.5J+0.5J=2J, η===75%. 答:(1)不计杠杆自身重力和摩擦,拉力F是7.5N. (2)重物上升的速度是0.05m/s;小明使用杠杆所做的有用功为1.5J.机械效率是75%.
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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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