Question

【題目】小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機(jī)械效率，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m，O為支點(diǎn)（不計(jì)摩擦）．

（1）他將2只鉤碼懸掛在B點(diǎn)，在A點(diǎn)始終豎直向上緩慢勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力為F1 ， 測(cè)得A、B兩點(diǎn)上升的高度分別為h1、h2 ， 則在拉動(dòng)過(guò)程中F1的大小 （變大/不變/變�。�，杠桿的機(jī)械效率為η=　 ．（用物理量的符號(hào)表示）
（2）他將2只鉤碼懸掛在C點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使C點(diǎn)上升高度為h2 ， 則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將 （大于/等于/小于）F1 ， 此次彈簧測(cè)力計(jì)做的功將 （大于/等于/小于）第一次做的功．
（3）他將3只鉤碼懸掛在C點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使C點(diǎn)上升高度仍為h2 ， 則第3次杠桿的機(jī)械效率與前兩次相比 （最大/最小/三次相等）．

Answer 1

【答案】
（1）不變；×
（2）大于；小于
（3）最大
【解析】解：（1）若彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向一直垂直于OB桿向上拉動(dòng)，阻力不變，動(dòng)力臂不變，阻力臂不變，動(dòng)力不變，所以測(cè)力計(jì)示數(shù)不變；
有用功為W有=Gh1=2mgh1 ， 總功W總=Fh2 ， 則機(jī)械效率的表達(dá)式η=×100%=×100%=×100%．
（2）鉤碼的懸掛點(diǎn)在B點(diǎn)時(shí)，由杠杠的平衡條件得F1OA=GOB；懸掛點(diǎn)移至C點(diǎn)時(shí)，由杠杠的平衡條件得F2OA=GOC；從圖中可以看出，由OB到OC力臂變大，所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大，有用功不變，但杠桿提升的高度減小，額外功減小，又因?yàn)榭偣Φ扔陬~外功與有用功之和，因此此次彈簧測(cè)力計(jì)做的功將小于第一次做的功．
（3）因?yàn)榈?與第2的有用功相等，并且第2的額外功小，因?yàn)闄C(jī)械效率等于有用功與總功的比值，因此第1的機(jī)械效率小于第2的機(jī)械效率；
將3只鉤碼懸掛在C點(diǎn)時(shí)，物體升高的高度不變，物重增加，由W有=Gh2可得，有用功變大，但杠桿提升的高度與第2相同，額外功與第2相同，又因?yàn)闄C(jī)械效率等于有用功與總功的比值，因此第3的機(jī)械效率大于第2的機(jī)械效率．
綜上所述，第3的機(jī)械效率最大．
所以答案是：（1）不變；×100%；
（2）大于；小于；
（3）最大．