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    9．小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，O为支点．总重为G的钩码悬挂在杠杆上的A点，竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，测得钩码上升的高度为h，弹簧测力计示数为F，其移动距离为s．
    （1）该实验中做额外功的主要原因是克服杠杆自身重力做功，该杠杆的机械效率为η=$\frac{Gh}{Fs}$×100%（用题目中物理量的符号表示）；
    （2）钩码悬挂在A点时，弹簧测力计拉力为F1，杠杆机械效率为η1，若同样的将钩码悬挂在B点进行实验，仍将钩码缓慢提升高度h，弹簧测力计拉力为F2，杠杆的机械效率为η2，忽略摩擦，则F2大于F1、η2大于η1（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
    （3）若保持钩码悬挂在A点不变，而将弹簧测力计作用点从杠杆最右端移到B点，仍然竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，将钩码仍提升高度h，忽略摩擦，此时杠杆的机械效率为η3，则η3等于η1（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

    分析 （1）分析用杠杆提升钩码的过程中的有用功与额外功，根据机械效率公式写出表达式；
    （2）分析提升钩码过程中动力与阻力，根据杠杆的平衡条件比较悬挂点移动后动力大小的变化；
    根据总功的来源，分析悬挂点移动后有用功与额定功的变化，得出总功的变化，根据机械效率公式讨论机械效率大小变化；
    （3）有用功不变，根据总功的来源，分析动力的作用点移动后，总功的变化，根据根据机械效率公式讨论机械效率大小变化；

    解答 解：（1）在提升钩码的过程中，要克服杠杆的自重做额定功，该实验中做额外功的主要原因是：克服杠杆自身重力做功；
    总重为G的钩码悬挂在杠杆上的A点，竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，测得钩码上升的高度为h，
    做的有用功：W有用=Gh，
    弹簧测力计示数为F，其移动距离为s，总功：W总=Fs，
    该杠杆的机械效率为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%；
    （2）在水平位置时，设杠杆自身重力的力臂为L′，拉力的力臂为杠杆的长度L，
    钩码的悬挂点在A点时，钩码重力的力臂为OA，
    由杠杠的平衡条件：
    F1•L=G•OA+G杠杆L′
    悬挂点移至B点时，
    由杠杠的平衡条件：
    F2•L=G•OB+G杠杆L′；
    从图中可以看出，由OA到OB力臂变大，G•OB+G杠杆L′＞G•OA+G杠杆L′
    即F2•L＞F1•L，所以F2＞F1，即弹簧测力计的示数变大；
    杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，并且W有用+W额=W总；
    设杠杆重心升高的距离为h′，则有：Gh+G杠杆h′=Fh1，
    而G不变，h不变，G杠杆不变，钩码悬挂从A点到B点，钩码还升高相同的高度h，但杠杆上旋的角度减小，
    如下图所示：

    杠杆升高的距离h′变小，所以Gh+G杠杆h′变小，所以Fh1也变小；
    由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{{Fh}_{1}}$可知，杠杆的机械效率变大；
    （3）保持钩码悬挂在A点不变，只是将将弹簧测力计作用点从杠杆最右端移到B点，仍然竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，将钩码仍提升高度h，忽略摩擦，由（2）知，Gh+G杠杆h′保持不变，故Fh1不变，即总功不变，
    因有用功W有用=Gh不变，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$，此时杠杆的机械效率为η3=η1．
    故答案为：（1）克服杠杆自身重力做功； $\frac{Gh}{Fs}$×100%；
    （2）大于；大于
    （3）等于．

    点评 本题探究杠杆的机械效率，主要考查杠杆的平衡条件及在阻力作用点和动力作用点变化后引起的机械效率的变化，关键是要分清在变化的过程中，哪些量发生了变化，哪此量不发生变化，有难度．

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