Question

7．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖裝置研究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：
①用輕繩懸掛杠桿一端的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，在A點(diǎn)用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點(diǎn)用輕繩豎直懸掛一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿保持水平；
②豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)勻速上升（保持0點(diǎn)位置不變），在此過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測(cè)出A、B兩點(diǎn)上升的高度為h₁、h₂
完成下列問(wèn)題：
（1）步驟②中空白處應(yīng)填上勻速．
（2）若測(cè)得G=2.5N，F(xiàn)=1.2N，h₁=8cm，h₂=20cm，則杠桿機(jī)械效率為η=83.3%．
（3）本次實(shí)驗(yàn)中，若提升的鉤碼重一定，若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則有用功不變，杠桿的機(jī)械效率將變大（均選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）為使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)勻速拉動(dòng)；
（2）機(jī)械效率是有用功和總功的比值；
（3）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至C點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，克服杠桿重做功減小，有用功不變，額外功減小，總功減小，機(jī)械效率增大．

解答 解：（1）為使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)勻速拉動(dòng)；
（2）有用功為：W_有=Gh₁=2.5N×0.08m=0.2J；
總功為：W_總=Fh₂=1.2N×0.2N=0.24J；
則機(jī)械效率的表達(dá)式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.2J}{0.24J}$×100%≈83.3%．
（3）杠桿提升鉤碼時(shí)，對(duì)鉤碼做有用功，G不變，h₁不變，根據(jù)WW_有=Gh₁知有用功不變；克服杠桿重力做額外功，W_有+W_額=W_總，
設(shè)杠桿重心升高的距離為h，所以，Gh₁+G_杠h=Fh₂，G不變，h₁不變，G_杠不變，
鉤碼從A點(diǎn)到C點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離h變小，
所以Gh₁+G_杠h變小，所以Fh₂也變�。�
根據(jù)η=$\frac{G{h}_{1}}{F{h}_{2}}$×100%，分母變小，分子不變，所以η變大．
故答案為：勻速；（1）勻速；（2）83.3%；（3）不變；變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查杠桿機(jī)械效率的測(cè)量，把握有用功、總功的計(jì)算方式，明確機(jī)械效率的表達(dá)式，知道提高機(jī)械效率的方法．