(2013?濱湖區(qū)二模)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).
(1)他將2只鉤碼懸掛在B點(diǎn),在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(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,則此次杠桿的機(jī)械效率為η1=
2mgh2
h1F1
×100%
2mgh2
h1F1
×100%
(用物理量的符號(hào)表示),此時(shí)的杠桿是
省力
省力
杠桿.
(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A點(diǎn)上升高度仍為h1,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將
大于
大于
(大于/等于/小于)F1.此時(shí)杠桿的機(jī)械效率為η2
小于
小于
η1(大于/等于/小于).
分析:(1)使用杠桿克服鉤碼的重力做功,有用功等于克服鉤碼重力做的功,總功等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力做的功,機(jī)械效率等于有用功和總功的比值;
動(dòng)力臂大于阻力臂,省力杠桿;動(dòng)力臂小于阻力臂,費(fèi)力杠桿;動(dòng)力臂等于阻力臂,等臂杠桿;
(2)從圖中可以看出,將2只鉤碼懸掛在C點(diǎn)時(shí),重力的力臂大于在B點(diǎn)重力的力臂,而動(dòng)力臂不變,根據(jù)杠桿平衡的條件可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)的變化情況;再分析有用功和總功的變化,根據(jù)η=
W有用
W
得出機(jī)械效率的變化情況.
解答:解:(1)有用功為W=Gh2=2mgh2,總功W=F1h2,則機(jī)械效率的表達(dá)式η=
W有用
W
×100%=
Gh2
F1h1
×100%=
2mgh2
F1h1
×100%;
此杠桿的動(dòng)力臂大于阻力臂,所以它是省力杠桿;
(2)鉤碼的懸掛點(diǎn)在B點(diǎn)時(shí),由杠杠的平衡條件得F1?OA=G?OB;懸掛點(diǎn)移至C點(diǎn)時(shí),由杠杠的平衡條件得F2?OA=G?OC;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;
在此過(guò)程中,物重不變,A點(diǎn)上升高度h1不變,但物體上升的高度減小,所以有用功減小,總功變大,所以根據(jù)η=
W有用
W
可知,機(jī)械效率變。
故答案為:(1)
2mgh2
h1F1
×100%;省力;(2)大于;小于.
點(diǎn)評(píng):本題考查杠桿機(jī)械效率的測(cè)量,把握有用功、總功的計(jì)算方式,明確機(jī)械效率的表達(dá)式,能夠運(yùn)用杠桿的平衡條件來(lái)分析問(wèn)題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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實(shí)驗(yàn)次數(shù) 木塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)(N)
1 靜止 0.4
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3 加速 0.7
4 勻速 0.5
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6.615×108
6.615×108
N;艦載機(jī)為了順利升空,最好是
(順/逆/無(wú))風(fēng)時(shí)起飛.艦載機(jī)飛離航母后,航母所受的浮力將
減小
減小
(增大/減小/不變),艦底所受海水的壓強(qiáng)將
減小
減小
(增大/減小/不變).

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