Question

（2013?海門市一模）小明在探究利用杠桿做功的實踐活動中，將重G為15N的重物掛在杠桿的中點，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）不計杠桿自身重力和摩擦，求拉力F的大��？
（2）如杠桿是一根重為5N質(zhì)量均勻的硬棒，若在2s內(nèi)將重物提升0．l0m，則重物上升的速度是多大？小明使用杠桿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，所以動力臂是阻力臂的2倍．根據(jù)杠桿平衡條件求出拉力大小．
（2）知道重物上升的距離和時間，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(xiàn)=

G

2

=7.5N．
（2）v=

s

t

=

0.1m

2s

=0.05m/s，
W_有用=Gh=15N×0.1m=1.5J，
W_額外=G_桿h=5N×0.1m=0.5J，
W_總=W_有用+W_額外=1.5J+0.5J=2J，
η=

W有

W總

=

1.5J

2J

=75%．
答：（1）不計杠桿自身重力和摩擦，拉力F是7.5N．
（2）重物上升的速度是0.05m/s；小明使用杠桿所做的有用功為1.5J．機(jī)械效率是75%．

點評：對于已知機(jī)械效率或要求機(jī)械效率的問題，想法求出有用功、總功，根據(jù)機(jī)械效率公式求出未知量．