Question

用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率．實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升．（1）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為

0.5

N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s為0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為

66.7

%．請(qǐng)寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因：

杠桿有自重

．
（2）為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：

次數(shù)	鉤碼 懸掛點(diǎn)	鉤碼總重 G/N	鉤碼移動(dòng)距離 h/m	拉力 F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離 s/m	機(jī)械效率 η/%
1	A點(diǎn)	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B點(diǎn)	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？
答：

不能

；
請(qǐng)簡要說明兩條理由：①

兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒有掛在同一位置

；②

一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的

．

Answer 1

分析：（1）彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，需看清彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，然后根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù)．
在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)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=

W有用

W總

來計(jì)算；
（2）通過探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出正確結(jié)論．
分析機(jī)械效率的影響因素采取控制變量法．

解答：解：（1）由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N．
在實(shí)驗(yàn)過程中，有用功是：W_有用=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=

W有用

W總

×100%=

0.1J

0.15J

×100%=66.7%；
（2）分析機(jī)械效率的影響因素采取控制變量法，研究提起的物重和機(jī)械效率的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持位置不變．
應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出正確結(jié)論．只憑一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出結(jié)論是不科學(xué)的．
答案是：（1）0.5； 66.7；杠桿有自重．（2）不能；①兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒有掛在同一位置；②一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的．

點(diǎn)評(píng)：（1）機(jī)械效率的計(jì)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．