Question

【題目】某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，該杠桿自重為，用輕繩懸掛杠桿一端的點作為支點，在點用輕繩懸掛總重為的鉤碼，在點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計．豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升（保持點位置不變）．然后將鉤碼掛到點，同樣豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升，請畫圖推導出鉤碼掛處的機械效率與鉤碼掛處的機械效率的大小關系______（不計摩擦）．

Answer 1

【答案】ηA<ηc

【解析】

使用杠桿克服鉤碼的重力做功，有用功等于克服鉤碼重力做的功，總功等于彈簧測力計的拉力做的功，機械效率等于有用功和總功的比值。

如圖所示：

有用功為W有=Gh1，總功W總=Fh2，則機械效率的表達式，鉤碼的懸掛點在A點時，由杠杠的平衡條件得；懸掛點移至C點時，由杠杠的平衡條件得，經對比發(fā)現，由OA到OC阻力臂變大，所以拉力F也變大，如果仍使鉤碼提升相同的高度，有用功不變，杠桿提升的高度就會減小，總功減小，杠桿的機械效率變大，所以ηA<ηc。