Question

【题目】小明同学用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为 m，O为支点（不计摩擦）：

(1)小明将2只钩码悬挂在 B 点，在 A 点始终竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，拉力为 F1，测得 A、B 两点上升的高度分别为 h1、h2， 则在拉动过程中 F1 的大小_________（变大/不变/变小），杠杆的机械效率为η=________。（用物理量的符号表示）

(2)小明将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使 C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将_____ （大于/ 等于/小于）F1，此次弹簧测力计做的功将_____ （大于/等于/小于） 第一次做的功。

Answer 1

【答案】不变 大于 小于

【解析】

(1)[1]若弹簧测力计拉力方向一直垂直于OB杆向上拉动，阻力不变，动力臂不变，阻力臂不变，动力不变，所以测力计示数不变，即拉动过程中 F1 的大小不变。

[2]有用功为

W有=Gh2=2mgh2

总功为

W总= F1h1

则机械效率的表达式为

(2)[3]钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得

F1OA=GOB

悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得

F2OA=GOC

从图中可以看出，由OB到OC力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大。

[4]有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功。