Question

小明在探究利用杠桿做功的實(shí)踐活動(dòng)中，將重為285N的重物掛在杠桿的中點(diǎn)，用手豎直提起棒的另一端，使物體緩慢勻速提升，如圖所示．
（1）若不計(jì)杠桿自身重力和摩擦，求拉力F的大�。�
（2）若不計(jì)摩擦，杠桿是一根重為15N質(zhì)地均勻的硬棒，小明利用杠桿將重物提升0．lm，則小明所做的有用功為多大？機(jī)械效率是多大？

Answer 1

分析：（1）由于拉力總是豎直向上的，重物掛在杠桿的中點(diǎn)，所以動(dòng)力臂是阻力臂的2倍．根據(jù)杠桿平衡條件求出拉力大�。�
（2）知道重物上升的距離和時(shí)間，根據(jù)速度公式求出速度大��；知道重物重力和重物上升的距離，根據(jù)W=Gh求出有用功，知道杠桿在重力和杠桿中點(diǎn)上升的距離，根據(jù)W=Gh求出額外功；求出總功；根據(jù)機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率．

解答：解：（1）由杠桿原理可知：FL₁=GL₂，即

F

G

=

L2

L1

=

1

2

；
F=

G

2

=

285N

2

=142.5N．
（2）W_有用=Gh=285N×0.1m=28.5J，
W_額外=G_桿h=15N×0.1m=1.5J，
W_總=W_有用+W_額外=28.5J+1.5J=30J，
η=

W有用

W總

=

28.5J

30J

×100%=95%．
答：（1）不計(jì)杠桿自身重力和摩擦，拉力F是142.5N．
（2）小明使用杠桿所做的有用功為28.5J．機(jī)械效率是95%．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于已知機(jī)械效率或要求機(jī)械效率的問(wèn)題，想法求出有用功、總功，根據(jù)機(jī)械效率公式求出未知量．