内容正文:
3.4简单机械 - 杠杆的机械效率
W有=Gh
W额=G杆h(设杠杆自身重力作用点与物体作用点在同一位置)
W总=Fs
η=×100%=×100%
η==
影响杠杆机械效率大小的因素
①其他条件相同时,绳重和摩擦越大,机械效率越低
②其他条件相同时,G自越大,机械效率越低;G物越大,机械效率越大
③其他条件相同时,钩码悬挂位置越靠近支点,机械效率越低
④其他条件相同时,动力作用点对机械效率无影响
实验分析
1.某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η=________。(用已知或测量物理量符号表示)
(2)本次实验中,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C,O、B位置不变,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”)。
2.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效渐,实验的主要步骤如下:
①用轻绳悬挂杠杆一端的D点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η= (用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的因素有: ;
(3)若O、B位置不变,只将钩码的悬挂点由A移至C,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
3.用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率,实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数如图所示,钩码总重G为1N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为 ,请写出使用该杠杆做额外功的一个原因: 。
(2)钩码从A点改挂在B点后,拉力作用点及拉力方向都不变,此时把相同的钩码匀速提升相同的高度,则所测机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
4.某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η=_________(用已知或测量物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,请说出提高该杠杆机械效率的一种方法__________________。
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,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”)。
计算
1.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率.保持O点位置不变,竖直向上拉动弹簧测力计使重为G的钩码缓慢匀速上升,在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出C、B两点上升的高度为h1、h2.则下列说法正确的是( )
A.杠杆机械效率的表达式为
B.杠杆机械效率的表达式为
C.在如图水平位置拉升时F×OB=G×OA
D.若弹簧测力计始终竖直向上拉,则测力计示数不断变化
2.如图所示,以米尺的0刻度左端为支点,制作一简易杠杆。在距离O点60厘米的A处挂一弹簧秤,在米尺的末端B处挂一物块,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,可使挂在杠杆B下面的物块缓慢上升至虚线位置(如图)。若G为1.6N,则测力计的示数F为______N,物块上升的高度h为________m,此杠杆的机械效率是________%,使用该杠杆做额外功的一个原因是_______________________。
3.图中用剪刀剪断物体,若想省力,物体应放在_______(选A或B),原因是______________。当物体放在B点时,此时剪刀是_______杠杆。若使用剪