某小組同學在用槓桿測定機械效率的實驗中。小敏用如圖1所示的實驗裝置測定槓桿的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動...

問題詳情：

某小組同學在用槓桿測定機械效率的實驗中。

小敏用如圖1所示的實驗裝置測定槓桿的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動*簧測力計，使掛在槓桿下面的鈎碼緩緩上升。

（1）實驗中，測力計的示數F為________N，鈎碼總重G為1.0N，鈎碼上升高度h為0.1m時，C點上升了30cm，則槓桿的機械效率為________%。

（2）實驗中若提升的鈎碼重一定，則影響槓桿機械效率的主要因素是________。

（3）若只將鈎碼的懸掛點由A移至B，仍將鈎碼提升相同的高度，則槓桿的機械效率將________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

小王用如圖2所示的另一實驗裝置測量槓桿的機械效率。O為槓桿的轉軸，不計摩擦。實驗時，給B端施加豎直向下的力，使掛在槓桿A端的鈎碼緩緩上升。（圖中槓桿為質量分佈均勻的直棒）

下表是提升物體時採集到的數據：

（1）第①組實驗中，槓桿的機械效率為________。

（2）由________三組實驗，可以初步得出的結論：相同的槓桿，提升的物體越重效率越高。

（3）該實驗中槓桿的效率總小於100%的原因是槓桿有自重，分析實驗數據可知道槓桿的自重為________N。

【回答】

小敏：（1）0.5；66.7；（2）槓桿的重力；（3）變大；小王：（1）80%；（2）①②④；（3）2。

【解析】小敏：（1）由圖可知，*簧測力計的分度值是0.1N，所以它的示數是0.5N。在實驗過程中，有用功是：W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，總功是：W總＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，所以槓桿的機械效率是：η＝×100%＝×100%≈66.7%；（2）有用功是提升鈎碼所做的功，額外功主要是克服槓桿重力做的功，影響機械效率的因素主要是有用功和總功所佔的比例；提升的鈎碼重一定説明有用功一定，所以影響槓桿機械效率的主要因素是槓桿自身的重力；（3）鈎碼的懸掛點在A點時，由槓槓的平衡條件得G•OA＝F•OB；懸掛點移至B點時，由槓槓的平衡條件得G•OB＝F•OC，經對比發現，由OA到OB力臂變大，所以拉力F也變大，如果仍使鈎碼提升相同的高度，那麼槓桿提升的高度就會減小，額外功減小，因此槓桿的機械效率變大。小王：（1）第①組實驗中，槓桿的機械效率可以根據公式η＝＝＝×100%＝80%；（2）實驗選用的是同一滑輪組，動滑輪的重力不變；由表中①②④三組實驗數據可知，同一滑輪組提起的物體越重，滑輪組的機械效率越高，所以同一滑輪組的機械效率主要與提起物體的重力有關；（3）分析第①組實驗中，可知AO＝20B，槓桿的重心到支點的距離為（0.4m+0.2m）﹣0.2m＝0.1m，根據槓桿的平衡條件得，G×AO+G杆×CO＝F×OB，即2N×0.4m+G杆×0.1m＝5N×0.2m，所以槓桿的自重G杆＝2N。

知識點：機械效率

題型：實驗,探究題