Question

如圖所示，杠桿在豎直向下的拉力F的作用下將一物體緩慢勻速提升，下表是提升物體時(shí)采集到的信息：

物重G/N	0A/m	0B/m	A端上升的髙度h/m	B端下降的豎直距離s/m
40	0.8	0.4	0.2	0.1

（1）若不計(jì)杠桿自身重力和摩擦，求拉力F的大小；
（2）若實(shí)際拉力F為90N，求：
①拉力做的額外功；
②杠桿的機(jī)械效率．

Answer 1

分析：（1）在重物升高的過程中，畫出動(dòng)力臂和阻力臂，杠桿的動(dòng)力臂與阻力臂的大小關(guān)系不變，而阻力不變，由杠桿的平衡條件可知?jiǎng)恿Σ蛔�，根�?jù)杠桿在水平位置時(shí)平衡求出拉力大小；
（2）知道拉力大小和下降豎直距離，利用W=Fs求拉力做的總功；
知道物體重和上升的高度，利用W=Gh求有用功，則可根據(jù)W_額=W_總-W_有用求出額外功；
再利用效率公式求杠桿的機(jī)械效率．

解答：解：（1）由GL_G=FL_F得F=G×

LG

LF

=G×

hA

hB

=40N×

0.2m

0.1m

=80N；
（2）①W_總=Fh_B=90N×0.1m=9J
W_有用=Gh_A=40N×0.2m=8J     
W_額外=W_總-W_有用=9J-8J=1J；
②η=

W有用

W總

×100%=

8J

9J

×100%=88.9%．
答：（1）若不計(jì)杠桿自身重力和摩擦，拉力F的大小為80N；
（2）若實(shí)際拉力F為90N，①拉力做的額外功為1J；②杠桿的機(jī)械效率為88.9%．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖確定力及對(duì)應(yīng)的力臂，并掌握有用功、總功、額外功的關(guān)系及計(jì)算．