Question

家住農(nóng)村的小李同學(xué)想測(cè)家中一頭肥豬的重．家里只有一個(gè)量程較小的彈簧測(cè)力計(jì)，他利用杠桿平衡的原理，稱(chēng)出了豬所受的重力．小李將豬用繩綁住掛在木棒上的B點(diǎn)，將棒的一端（O點(diǎn)）放在石坎上．人用力通過(guò)掛在A端的測(cè)力計(jì)拉起木棒的另一端使木棒剛好達(dá)到水平位置，如圖所示．圖中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F=320N，OB=0.4m，AB=1.2m．求：
（1）根據(jù)杠桿平衡條件，小李同學(xué)測(cè)出的豬重G是多少？
（2）如果豬的實(shí)際重力為1200N，豬被拉離地面升高了0.1m，小李做的有用功W_有用是多少？
（3）小李同學(xué)測(cè)豬重使用的杠桿裝置的機(jī)械效率η是多少？（保留整數(shù)）

Answer 1

分析：（1）知道力臂和拉力的大小，利用杠桿的平衡條件求豬重；
（2）利用W=Gh求小明做的有用功；
（3）利用W=Fs求總功，利用效率公式求測(cè)豬重使用的杠桿裝置的機(jī)械效率．

解答：解：（1）由圖知，F(xiàn)×OA=G×OB，
即：320N×1.6m=G×0.4m，
解得：G=1280N，
（2）W_有用=G_實(shí)際h=1200N×0.1m=120J；
（3）杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂的關(guān)系為OA：OB=1.6m：0.4m=4：1；
∵豬被拉離地面升高了0.1m
∴彈簧測(cè)力計(jì)提高的高度S=nh=4×0.1m=0.4m，
W_總=Fs=320N×0.4m=128J，
∴η=

W有用

W總

=

120J

128J

×100%≈94%．
答：（1）小李同學(xué)測(cè)出的豬重是1280N；
（2）小李做的有用功120J；
（3）小李同學(xué)測(cè)豬重使用的杠桿裝置的機(jī)械效率是94%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用、使用滑輪組有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算，利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，學(xué)以致用．