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【题目】小明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。

(1)他将2只钩码悬挂在B点,在A点竖直向上______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h1h2,则此次杠杆的机械效率为η=_______(用已知或测量物理量的符号表示)

(2)他将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,杠杆的机械效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”).

(3)他将3只钩码悬挂在C,A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为h2,则第3次杠杆的机械效率与前两次相比______(最大/最小/三次相等).

(4)本实验中,影响杠杆机械效率的主要因素是:______.

【答案】匀速 大于 小于 变大 最大 杠杆自重

【解析】

(1)为了测定机械效率,应竖直向上匀速拉动测量计,这样受力才平衡;

有用功为,总功

则机械效率的表达式为;

(2)钩码的悬挂点在B点时,由杠杠的平衡条件得;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得

从图中可以看出,由OBOC力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大

钩码上升相同高度时,位于C点,杠杆上升的高度小,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,根据知,机械效率变大;

(3)将3只钩码悬挂在C点时,物体升高的高度不变,物重增加,由可得,有用功变大,但杠杆提升的高度与第二次相同,额外功与第二次相同,又因为机械效率等于有用功与总功的比值,因此第三次的机械效率大于第二次的机械效率.所以第三次的机械效率最大.

(4)由以上分析可知,所做的额外功是提升杠杆本身所做的功,而额外功越多,机械效率越低,所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自重。

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A.B.

C.D.

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停靠站

到达时刻

开车时刻

里程/km

上海

1800

0

蚌埠

2200

2215

484

济南

0304

0312

966

北京

0800

1463

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