机械效率实验(杠杆)

1、复 2013年6月7日（星期五）武汉市第十九初级中学20122013学年度其次学期八班级物理复习题机械效率试验探究（三）杠杆姓名：_ 班级：_“机械效率”是简洁机械、功、机械效率等物理学问的综合应用，此类问题涉及有用功、额外功、总功、功率等诸多概念。一、首先要明确的几个物理概念（1）有用功是由使用机械的目的所打算的。当用杠杆提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有Gh。（2）额外功是克服杠杆本身重力和克服相互接触物体间的摩擦所做的功。对于杠杆而言，若忽视摩擦，W额G杠杆h杆心。（3）总功是指动力对所做的功。一般状况下使用杠杆时，动力做功W总Fs。（4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于

2、机械克服阻力所做的功”。而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功。即：W总W有W额。（5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于1（抱负状态下可能等于1），并且无单位若不计杠杆的自重，则杠杆不做额外功，机械效率为100%；若考虑杠杆自重，提起杠杆自身所做的功为额外功，提起重物所做的功为有用功，则机械效率为。（6）由于杠杆的重心一般在物体的几何中心，因此h杆心h杆端；假如动力作用点在杆端，则有sh杆端2h杆心；重物移动的距离则可以依据杠杆平衡条件求出Fl1G物l2G杆l3（杠杆不水平，杠杆的力臂不能直接在杠杆上读出，但杠杆力臂和杠杆长成比例，可以认为sl1）二、一题闯关某试验小组利用图示装置

3、争辩杠杆的机械效率，试验的主要步骤如下：用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。回答下列问题：（1）试验中的有用功是：_。（用已知或测量的物理量符号表示）（2）试验中的总功是：_。（用已知或测量的物理量符号表示）（3）杠杆机械效率的表达式为_。（用已知或测量的物理量符号表示）（4）本次试验中，若提升的钩码重肯定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：_。（5）若只将钩码的悬挂点由A移至

4、C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_（填“变大”、“变小”或“不变”）。（6）为了探究杠杆机械效率与钩码重是否有关，应当怎么设计试验？把一个钩码挂在A点，弹簧测力计在B点向上拉杠杆，读出弹簧测力计的示数，分别测出A、B两点上升的高度；_；把三个钩码挂在A点，弹簧测力计在B点向上拉杠杆，读出弹簧测力计的示数，分别测出A、B两点上升的高度。三、练习反馈1. （2008·广东）如下图（左）所示是小明测量杠杆机械效率的试验情景(杠杆的重力忽视不计)（1）请在下表中把相关的数据填写完整物体重GN物体上升的高度hcm弹簧测力计的示数FN弹簧测力计移动的竖直距离scm有

5、用功W有J总功W总J机械效率430（2）为提高本试验中杠杆的机械效率，请提条合理的建议：_。 2. （2009江苏）用如图所示的试验装置测量杠杆的机械效率。试验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。（1）试验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为_N，钩码总重G为1.0N，钩码上上升度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为_%。请写出访用该杠杆做额外功的一个缘由：_。（2）为了进一步争辩杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该试验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：次数钩码的悬挂点钩码的总重G/N钩码移动的

6、距离h/m拉力F/N弹簧测力计移动的距离s/m机械效率（%）1A1.50.100.70.371.42C2.00.151.20.383.3依据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：_；请简要说明两条理由：_；_。3. （2012·武汉）如图甲所示，我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验，调控两根伸缩杆，使“”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止，然后由固定在“”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器。处在图甲所示位置的“”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆，OB表示“”形架，CD表示两根伸缩杆，O到CD的距离为

7、2m，OD、OE的长度分别为3m、6m。不考虑“”形架、两根伸缩杆和绞车的重力。（1）请在图乙中画出投放深潜器时“”形架的动力和阻力示意图（2）深潜器的质量为25t，总体积为24.5m3。在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中，两根伸缩杆的总拉力最多削减多少牛？4. （2012·武汉四月）平推杠铃架是一种健身器材，结构如图所示，其中直杆ABCD是质量分布均匀的圆柱体状杠铃杆：训练时人平躺在长凳上，双手将杠铃杆反复向上推起，起到熬炼身体的作用。(1)请在图中画出杠铃杆的重力的示意图。(2)杠铃杆两侧可以装配杠铃片，杠铃片按质量可分为5kg、15kg、20kg、25kg共5种型号。往空

8、的杠铃杆上安装杠铃片时，先将一个杠铃片套在杠铃杆的一端，再将这个杠铃片水平向里推到图示位置，然后在杠铃杆的另一侧安装一个相同的杠铃片。试通过计算说明，在上述安装过程中，为了不使杠铃杆翻转，杠铃杆的质量至少应为多大?(3)某人在一次健身时，20s内向上推举了10次杠铃杆，已知杠铃杆和杠铃片的总质量为80kg，假如每次推举时手斜向上移动了50cm，杠铃杆上升的高度为40cm，那么他在这次健身时推举做功的功率约为多少?5. （2012·武汉元月）图甲是电工师傅们挖的埋水泥电线杆的坑，其深度为2.0m，坑口长为2.3m,坑底长为0.3m，坑的宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点。图乙是电工师傅们预备将电线杆埋入坑中时的示意图。（1）坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡，这样做的好处是不必将电线杆从底端开头向上竖起，重心上上升度较_，施工时既省力又省功。（2）水泥电线杆