Question

【題目】某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：

①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平；

②豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升(保持0點位置不變)，在此過程中彈簧測力計的讀數為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h1、h2

回答下列問題：

(1)實驗中有用功的表達式為W有=___，總功的表達式為W總=___，杠桿機械效率的表達式為η=___。(用已知或測量的物理量符號表示)

(2)本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機械效率的主要因素是:___

(3)若只將鉤碼的懸掛點由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將__ (選填“變大”、“變小”或“不變”)。

（4）若彈簧測力計拉力方向一直垂直于OB桿向上拉動，則測力計示數__ (選填“變大”、“變小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】 Gh1 Fh2 杠桿的自重 變大 變小

【解析】(1)根據，所以有用功的表達式為： ，

總功的表達式為：

杠桿機械效率的表達式為：

(2)實驗中，物重一定，有用功一定，額外功為提升杠桿本身所做的功，所以影響杠桿機械效率的主要因素是：杠桿的自重。

(3)懸掛點由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度時，有用功不變，B點即拉力的作用點上升的高度將降低，所做的額外功減小，所以杠桿的機械效率將變大。

（4）若彈簧測力計拉力方向一直垂直于OB桿向上拉動時，拉力的力臂等于OB的長不變，而阻力的力臂在不斷減小，根據杠桿的平衡條件： ，則測力計示數變小。

故答案為：(1). Gh1 (2). Fh2 (3). (4). 杠桿的自重 (5). 變大 (6). 變小