某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中。小敏用如图1所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动...

问题详情：

某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中。

小敏用如图1所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动*簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。

（1）实验中，测力计的示数F为________N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m时，C点上升了30cm，则杠杆的机械效率为________%。

（2）实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是________。

（3）若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

小王用如图2所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率。O为杠杆的转轴，不计摩擦。实验时，给B端施加竖直向下的力，使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升。（图中杠杆为质量分布均匀的直棒）

下表是提升物体时采集到的数据：

（1）第①组实验中，杠杆的机械效率为________。

（2）由________三组实验，可以初步得出的结论：相同的杠杆，提升的物体越重效率越高。

（3）该实验中杠杆的效率总小于100%的原因是杠杆有自重，分析实验数据可知道杠杆的自重为________N。

【回答】

小敏：（1）0.5；66.7；（2）杠杆的重力；（3）变大；小王：（1）80%；（2）①②④；（3）2。

【解析】小敏：（1）由图可知，*簧测力计的分度值是0.1N，所以它的示数是0.5N。在实验过程中，有用功是：W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，总功是：W总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，所以杠杆的机械效率是：η＝×100%＝×100%≈66.7%；（2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力；（3）钩码的悬挂点在A点时，由杠杠的平衡条件得G•OA＝F•OB；悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得G•OB＝F•OC，经对比发现，由OA到OB力臂变大，所以拉力F也变大，如果仍使钩码提升相同的高度，那么杠杆提升的高度就会减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大。小王：（1）第①组实验中，杠杆的机械效率可以根据公式η＝＝＝×100%＝80%；（2）实验选用的是同一滑轮组，动滑轮的重力不变；由表中①②④三组实验数据可知，同一滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以同一滑轮组的机械效率主要与提起物体的重力有关；（3）分析第①组实验中，可知AO＝20B，杠杆的重心到支点的距离为（0.4m+0.2m）﹣0.2m＝0.1m，根据杠杆的平衡条件得，G×AO+G杆×CO＝F×OB，即2N×0.4m+G杆×0.1m＝5N×0.2m，所以杠杆的自重G杆＝2N。

知识点：机械效率

题型：实验,探究题