Question

19．用如圖所示的實驗裝置測杠桿的機(jī)械效率．實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升．
（1）實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力汁的示數(shù)F為0.5 N，鉤碼總重G為1．ON，鉤碼上升高度h為O.1m，測力計移動距離s為O.3m，則杠桿的機(jī)械效率為66.7%．請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：杠桿的重力．
（2）鉤碼從A點改掛在B點后，拉力作用點及拉力方向都不變，此時把相同的鉤碼勻速提升相同的高度，則所測機(jī)械效率將變大（填變大、變小、或不變）．

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計進(jìn)行讀數(shù)時，需看清彈簧測力計的分度值，然后根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù)；
在實驗中，彈簧測力計向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$來計算；
（2）將鉤碼的懸掛點從A點移至B點，改變了鉤碼重力的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件分析，改變了彈簧測力計的拉力，改變了彈簧測力計的拉力做功的多少，改變了機(jī)械效率的高低．

解答 解：
（1）由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N．
在實驗過程中，有用功是：W_有=Gh=1N×0.1m=0.1J，
總功是：W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，
所以杠桿的機(jī)械效率是：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.1J}{0.15J}$×100%=66.7%；
（2）鉤碼的懸掛點在A點時，由杠杠的平衡條件得G•OA=F•OC；懸掛點移至B點時，由杠杠的平衡條件得G•OB=F•OC，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，由OA到OB力臂變大，所以拉力F也變大，杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此杠桿的機(jī)械效率變大．
故答案為：（1）0.5； 66.7；杠桿的重力；（2）變大．

點評 （1）機(jī)械效率的計算是同學(xué)們應(yīng)該掌握的基本技能，關(guān)鍵是搞清楚有用功和總功，一般來說，使用機(jī)械所用外力做的功是總功，而克服提升重物重力做的功是有用功．
（2）能正確分析額外功的原因，如何提高機(jī)械效率．以及用控制變量法研究機(jī)械效率的影響因素．