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小明探究杠桿的機械效率

發布時間: 2021-03-20 16:24:19

⑴ 小明用如圖所示的實驗裝置研究「杠桿的機械效率」.實驗時,將總重為G的鉤碼掛在杠桿A處,豎直向上勻速拉

(1)杠桿的機械效率:η=

W有
W總
=
Gh
FS

(2)根據圖示可知,將鉤碼移動到B點時,阻力和阻力臂都不變,動力臂減小,由F1L1=F2L2可知,動力將增大,即F′>F;
由於有用功和額外功均不變,則總功也不變,故機械效率不變,即η′=η.
故答案為:
Gh
FS
;>;=.

⑵ 小明在探究利用杠桿做功的實踐活動中,把重G為15N的重物掛在杠桿的中點,用手豎直提起棒的一端,使物體緩

(1)7.5N(2)1.5J 75% 1W

⑶ 小明在探究利用杠桿做功的實踐活動中,將重G為15N的物體掛在一粗細相同、質量均勻的長硬棒的中點,手豎直

解答:已知:物重G=15N,拉力F=10N,高度h=0.1m,時間t=2s
求:(1)重物上升的速度v=?;(2)有用功W有用=?;杠桿的機械效率η=?;(3)長硬棒的重力G=?
解:(1)重物上升的速度v=

h
t
=
0.1m
2s
=0.05m/s;
(2)有用功:W有用=Gh=15N×0.1m=1.5J;
由圖可知:拉力移動距離s=2h=2×0.1m=0.2m,
∴總功W=Fs=10N×0.2m=2J,
∴杠桿的機械效率η=
W有用
W總
×100%=
1.5J
2J
×100%=75%;
(3)克服硬棒的重力做的額外功
W=W-W有用=2J-1.5J=0.5J,
∵W=Gh
∴長硬棒的重力G=
W額
h
=
0.5J
0.1m
=5N.
答:(1)重物上升的速度為0.05m/s;
(2)小明利用杠桿所做的有用功為1.5J;杠桿的機械效率為75%;
(3)長硬棒的重力為5N.

⑷ 小明用如圖測量杠桿的機械效率

(1)實驗中,應使鉤碼勻速向上運動;
(2)彈簧測力計的分度值為0.1N,拉力的大小為0.5N;
(3)分析機械效率的影響因素應採取控制變數法,研究提起的物重和機械效率的關系時,應保持位置不變,而實驗中,兩次鉤碼懸掛的位置是不同的.同時,還應進行多次實驗,分析多組數據,才能得出有說服力的正確結論,只憑一次實驗數據做出結論是不科學的.
故答案為:
(1)勻速;
(2)0.5;
(3)①兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置;②僅根據一次對比實驗所得結論是不可靠的.

⑸ 小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率,每個鉤碼的質量為m,O為支點.(1)他將2隻鉤碼懸掛在B點,在A

(1)探究杠桿的機械效率時,將2隻鉤碼懸掛在B點,在A點豎直向上勻速動彈簧測力計,則有用功為W=Gh2=2mgh2,總功W=F1h2,則機械效率的表達式η=

W有
W總
=
2mgh2
F1h1

(2)鉤碼的懸掛點在B點時,由杠杠的平衡條件得F1?OA=G?OB;懸掛點移至C點時,由杠杠的平衡條件得F2?OA=G?OC;從圖中可以看出,由OB到OC力臂變大,所以彈簧測力計的示數變大,有用功不變,但杠桿提升的高度減小,額外功減小,又因為總功等於額外功與有用功之和,因此此次彈簧測力計做的功將小於第一次做的功,並且有用功與總功的比值變大,即杠桿的機械效率變大.
(3)因為第1與第2的有用功相等,並且第2的額外功小,因為機械效率等於有用功與總功的比值,因此第1的機械效率小於第2的機械效率;
將3隻鉤碼懸掛在C點時,物體升高的高度不變,物重增加,由W=Gh2可得,有用功變大,但杠桿提升的高度與第2相同,額外功與第2相同,又因為機械效率等於有用功與總功的比值,因此第3的機械效率大於第2的機械效率.
綜上所述,第3的機械效率最大.
(4)有用功是提升鉤碼所做的功,額外功主要是克服杠桿重力做的功,影響機械效率的因素主要是有用功和總功所佔的比例;提升的鉤碼重一定說明有用功一定,所以影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿自身的重力.
故答案為:(1)勻速;
2mgh2
F1h1
;(2)大於;小於;變大;(3)最大;(4)杠桿的自重.

⑹ (2014姜堰市一模)小明在探究利用杠桿做功的實踐活動中,將重為285N的重物掛在杠桿的中點,用手豎直提

(1)由杠桿原抄理可知:FL1=GL2可得,F=

GL2
L1
=
285N×1
2
=142.5N.
(2)小明所做的有用功:W有用=Gh=285N×0.1m=28.5J,
小明所做的額外功:W額外=Gh=15N×0.1m=1.5J,
小明所做的總功:W=W有用+W額外=28.5J+1.5J=30J,
η=
W有用
W總
×100%=
28.5J
30J
×100%=95%.
(3)如果將該物體的懸掛點離支點近一點,則物重不變,F變小,阻力臂與動力臂的比值變小,由FL1=GL2可得,動力減小;則將物體提升相同的高度時,有用功不變;杠桿上升的高度變大,因此額外功變大,即總功變大,由η=
W有用
W總
可得,杠桿的機械效率變小.
答:(1)不計杠桿自身重力和摩擦,拉力F是142.5N.
(2)小明使用杠桿所做的有用功為28.5J.機械效率是95%.
(3)變小.

⑺ (2013濱湖區二模)小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率,每個鉤碼的質量為m,O為支點.(1)他將2

(1)有用功為W=Gh2=2mgh2,總功W=F1h2,則機械效率的表達式η=

W有用
W總
×100%=
Gh2
F1h1
×100%=
2mgh2
F1h1
×100%;
此杠桿的版動力臂大於阻力權臂,所以它是省力杠桿;
(2)鉤碼的懸掛點在B點時,由杠杠的平衡條件得F1?OA=G?OB;懸掛點移至C點時,由杠杠的平衡條件得F2?OA=G?OC;從圖中可以看出,由OB到OC力臂變大,所以彈簧測力計的示數變大;
在此過程中,物重不變,A點上升高度h1不變,但物體上升的高度減小,所以有用功減小,總功變大,所以根據η=
W有用
W總
可知,機械效率變小.
故答案為:(1)
2mgh2
h1F1
×100%;省力;(2)大於;小於.

⑻ 小明在探究「杠桿平衡條件」的實驗中:(1)小明發現杠桿右端低左端高,要使它在水平位置平衡,應將杠桿

(1)杠桿重心右移應將左端平衡螺母向左調節,直至重心移到支點處,使杠桿重力的力臂為零;杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上便於測量力臂大小;
(2)假設每小格長度1cm,
如圖杠桿左端F2=G×4=4G,L2=1cm×3=3cm,右端L1=1cm×4=4cm,根據F1L1=F2L2
F1=

F2L2
L1
=
4G×3cm
4cm
=3G.
故在杠桿左邊A處掛四個相同鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應在杠桿右邊B處掛同樣鉤碼3個;
(3)若拉力F向右傾斜時,此時F的力臂變短,根據杠桿的平衡條件,力變大;
(4)做實驗時,如圖丙所示的杠桿已達到平衡.當杠桿由圖乙的位置變成圖丙的位置時,其動力臂、阻力臂的比值是不變的,所以在阻力不變的情況下,動力是不變的.
(5)①有用功為W=Gh1,總功W=Fh2,則機械效率的表達式η=
W有
W總
×100%=
Gh2
Fh1
×100%.
②杠桿提升鉤碼時,對鉤碼做有用功,克服杠桿重做額外功,W+W=W
設杠桿重心升高的距離為h,所以,Gh1+Gh=Fh2,G不變,h1不變,G不變,
鉤碼從A點到C點,鉤碼還升高相同的高度,杠桿上旋的角度減小,杠桿升高的距離h變小,
所以Gh1+Gh變小,所以Fh2也變小.
根據η=
Gh1
Fh2
×100%,分母變小,分子不變,所以η變大.
故答案為:(1)左;測力臂;(2)3;(3)變大;力臂變小;(4)不變;(5)①
Gh2
Fh1
×100%;②變大.

⑼ 小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率,每個鉤碼的質量為m,O為支點. (1)他將2隻鉤碼懸掛在B點,

(1)勻速 2mgh 2 /Fh 1 (2)大於小於變大(3)最大(4)杠桿的自重

⑽ 小明在「探究杠桿的機械效率與哪些因素有關」時,猜想A:可能與懸掛重物位置有關.猜想B:可能與物體的質

探究杠桿的機械效率與哪些因素有關時,若探究杠桿的機械效率與懸掛重物位置是否有關,需控制物體的質量不變,所掛位置發生變化,因此(3)方案能探究猜想A;
若探究杠桿的機械效率與物體質量是否有關,需控制所掛物體的位置不變,物體的質量發生變化,因此(2)方案能探究猜想B.
故選AC.