Question

4．用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率．實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升．
（1）實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數(shù)F為1.2N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機械效率為66.7%．請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：由于使用杠桿時需要克服杠桿自重（克服摩擦力）等做功．
（2）為了進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到如表所示的兩組數(shù)據(jù)：

次數(shù)	鉤碼 懸掛點	鉤碼總重 G/N	鉤碼移動距離 h/m	拉力 F/N	測力計移動距離 s/m	機械效率 η/%
1	A點	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B點	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，原因是兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置或者僅根據(jù)一次對比實驗所得結(jié)論是不可靠的．

Answer 1

分析 （1）先計算出有用功（W_有用=Gh）和總功（W_總=Fs）
再由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$算出機械效率．
由額外功產(chǎn)生的原因解答．
（2）通過探究實驗來得出結(jié)論時，應(yīng)進行多次實驗，分析多組數(shù)據(jù)，同時，分析機械效率的影響因素也應(yīng)采取控制變量法，這樣才能得出正確結(jié)論．根據(jù)這一思路來對最后的問題做出判斷．

解答 解：（1）W_有用=Gh=1N×0.1m=0.1J；
W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J；
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.1J}{0.15J}$≈66.7%
因為杠桿自身有重力，提升物體的同時也要提升杠桿，即克服杠桿自重做功，就有了額外功；
（2）分析機械效率的影響因素應(yīng)采取控制變量法，研究提起的物重和機械效率的關(guān)系時，應(yīng)保持位置不變，而實驗中，兩次鉤碼懸掛的位置是不同的．同時，還應(yīng)進行多次實驗，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出有說服力的正確結(jié)論，只憑一次實驗數(shù)據(jù)做出結(jié)論是不科學(xué)的．
故答案為：（1）66.7；由于使用杠桿時需要克服杠桿自重（克服摩擦力）等做功；
（2）不能；兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置  或者  僅根據(jù)一次對比實驗所得結(jié)論是不可靠的．

點評 此題主要考查彈簧測力計的讀數(shù)和功的計算，以及機械效率等，是一道綜合題，屬于中檔題．