机械效率实验(杠杆).pdf

复③ 2013 年 6 月 7 日（星期五） 武汉市第十九初级中学 2012~2013 学年度第二学期八年级物理复习题 机械效率实验探究（三）—— 杠杆 姓名：____________________ 班级：____________________ “机械效率”是简单机械、功、机械效率等物理知识的综合应用，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决定的。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 忽略摩擦 W 额 ＝G 杠杆 h 杆心 。 （3）总功是指动力对所做的功。一般情况下使用杠杆时，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 （理想状态下可能等于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 W Gh W物 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 η ＝ ＝ ＝ 。 W Fs W ＋W 总 物 杆 1 （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 ；如果动力作用点在杆端 2 则有 s ＝h 杆端 ＝2h 杆心；重物移动的距离则可以根据杠杆平衡条件求出 Fl 1 ＝G 物 l2 ＋G 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 s ＝l ） 1 二、一题闯关 某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下： ①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； ②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 第 1 页 共 4 页 为 h 、h 。 1 2 回答下列问题： （1）实验中的有用功是：____________ 。（用已知或测量的物理量符号表示） （2 ）实验中的总功是：____________ 。（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η ＝____________ 。（用已知或测量的物理量符号表示） （4 ）本次实验中，若提升的钩码重一定，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 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，应该怎么设计实验？ ①把一个钩码挂在 A 点，弹簧测力