Question

【題目】小明在探究利用杠桿做功的實踐活動中，杠桿一端固定，中點處掛有一重力 G 為 20N 的重物，現(xiàn)用手豎直提起杠桿的另一端，使物體緩慢勻速提升（摩擦忽略不計）．

（1）若不計杠桿自重，求拉力 F 的大小。

（2）若杠桿是一根自重為 5N、材料均勻的硬棒，將重物提升的高度 h 為 0.10m，小明使用杠桿機械效率 η 是多大。

Answer 1

【答案】（1）10N；（2）80%

【解析】

(1)重物掛在杠桿的中點，所以動力臂是阻力臂的2倍。 由杠桿平衡條件知道，FL1 =GL2，所以拉力是：

(2)克服重力做的有用功是：

W有用 =Gh=20N×0.1m=2J；

使用機械做的額外功是：

W額外 =G桿 h=5N×0.1m=0.5J

使用機械做的總功是：

W總 =W有用 +W額外 =2J+0.5J=2.5J

由知道，小明使用杠桿機械效率是：

答：(1)不計杠桿自身重力和摩擦，拉力是10N。

(2)小明使用杠桿的機械效率是80%。