Question

9．如圖所示，用豎直向上的力勻速拉動(dòng)較長的杠桿，使重為18N的物體在5s內(nèi)緩慢升高10cm，拉力大小F=8N，拉力移動(dòng)的距離為25cm，拉力克服物體的重力做的功為1.8J，拉力做功的功率為0.4W，杠桿的機(jī)械效率為90%；影響杠桿機(jī)械效率的主要因素為杠桿自重；豎直向上勻速拉動(dòng)杠桿的過程中，物體的機(jī)械能將變大（選填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）已知拉力的大小和拉力移動(dòng)的距離，根據(jù)公式W=Fs可求拉力所做的功；還知道物體的重力和物體升高的高度，根據(jù)公式W=Gh可求有用功；有用功和總功的比值就是機(jī)械效率．根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可求得拉力做功的功率，
（2）機(jī)械效率是有用功和總功的比值，它反映了有用功在總功中所占比例的大小，也反映了額外功所占比例的大小，影響機(jī)械效率的因素從有用功和額外功兩方面考慮；
（3）豎直向上勻速拉動(dòng)杠桿的過程中，改變了物體重力的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件分析，改變了拉力，改變了拉力做功的多少，改變了機(jī)械能的大小．

解答 解：（1）有用功為W_有=Gh=18N×0.1m=1.8J；
拉力所做的功為W_總=Fs=8N×0.25m=2J，
拉力做功的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2J}{5s}$=0.4W，
杠桿的機(jī)械效率為η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1.8J}{2J}$×100%=90%．
（2）有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，影響機(jī)械效率的因素主要是有用功和總功所占的比例；提升的鉤碼重一定說明有用功一定，所以影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿自身的重力．
（3）豎直向上勻速拉動(dòng)杠桿的過程中，由杠杠的平衡條件得重力的力臂變大，所以拉力F也變大，如果仍使鉤碼提升相同的高度，那么杠桿提升的高度就會(huì)減小，額外功減小，因此杠桿的機(jī)械能變大．
故答案為：1.8；0.4；90%；杠桿自重；變大．

點(diǎn)評 本題考查了使用杠桿時(shí)有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵知道有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算公式的應(yīng)用．