用如圖所示的裝置測量杠桿的機械效率

① 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隻鉤碼懸掛在點，在A點豎直向上勻速動彈簧測力計，則有用功為W_有=Gh₂=2mgh₂，總功W_總=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_有=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．

② 用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率

F做的功一部分轉化為砝碼的重力勢能，一方面轉化成杠杠的勢能；相對放在B點而言專，放在A點意屬味著需要將杠杠抬到更高的角度（這時杠杠的重力勢能增加的更高）才能保證砝碼抬到相同的高度，更過的能量消耗於杠杠上，因而A點機械效率高一點

③ 用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率．實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面鉤碼

（1）彈簧測力計的分度值是0.1N，讀數是：0.5N；
（專2）W_有用=Gh=1N×0.1m=0.1J；
W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J；
η=

W有用

W總

=

0.1J

0.15J

≈66.7%
（3）因為杠桿屬自身有重力，提升物體的同時也要提升杠桿，即克服杠桿自重做功，就有了額外功；
故答案是：0.5，66.7，由於使用杠桿時需要克服杠桿自重（克服摩擦力）等做功．

④ 用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率，實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤

（1）彈簧測力計每一個大格代表1N，每一個小格代表0.1N，指針超過5個小格，示數為0.5N；
用杠桿提起貨物，對貨物做的功是有用功，W_有=Gh=1N×0.1m=0.1J，
用杠桿提起貨物，對整個杠桿做的功是總功，W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J．
∴杠桿的機械效率：η=

W有用

W總

=

0.1J

0.15J

×100%≈66.7%；
額外功產生的原因：克服機械的重做功、克服摩擦做功．（答案不唯一）
（2）在B點懸掛鉤碼時，機械效率為η′=

W有用

W總

＝

Gh

Fs

＝

2.0N×0.15m

1.2N×0.3m

×100%≈83%；
分析機械效率的影響因素採取控制變數法，研究提起的物重和機械效率的關系時，應保持位置不變；應進行多次實驗，分析多組數據，才能得出正確結論．只憑一次實驗數據做出結論是不科學的．
故答案為：
（1）0.5；66.7；由於使用杠桿時需要克服杠桿自重做功；
（2）83%；不能；兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置；僅根據一次對比實驗所得結論是不可靠的．

⑤ 用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率，將鉤碼由A移動到B點，機械效率變___

機械效率變__大_
理由：有用功增多了（砝碼提起的高度變大了），額外功不變

⑥ 用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率．實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤

（1）由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.1N，所以它的示數是0.5N；
在實驗過程中，有用功：W_有用=Gh=1.0N×0.1m=0.1J，
總功：W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，
所以杠桿的機械效率是：η=

W有用

W總

×100%=

0.1J

0.15J

×100%=66.7%．
利用杠桿提升物體時，克服摩擦以及杠桿自重做的功都是額外功．
（2）根據表中第一次實驗數據可知，W_總1=F₁s₁=0.7N×0.3m=0.21J；
根據表中第二次實驗數據可知，W_有用2=G₂h₂=2N×0.15m=0.3J；
第二次實驗中，杠桿的機械效率：η₂=

W有用2

W總2

×100%=

0.3J

0.36J

×100%=83.3%；
（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，應保持鉤碼所掛位置不變，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）0.5；66.7；①摩擦；②杠桿自重；（2）0.21；0.3；83.3；（3）不能；兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置，僅根據一次對比實驗所得結論是不可靠的．

⑦ 某實驗小組利用如圖所示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支

（1）有用功為抄W 有 =Gh 1 ，總襲功W 總 =Fh 2 ，則機械效率的表達式η= W 有 W 總 ×100%= Gh Fs ×100%． （2）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，因此要想提高該杠桿機械效率，需減小杠桿自重． （3）鉤碼的懸掛點在A點時，由杠杠的平衡條件得G?OA=F?OB；懸掛點移至C點時，由杠杠的平衡條件得G?OC=F?OB，經對比發現，由OA到OC力臂變大，所以拉力F也變大，杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此杠桿的機械效率變大． 故答案為：（1） Gh Fs ×100%；（3）減小杠桿的自重；（4）變大．

⑧ 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，拉力的大小內為0.5N；
（3）分析容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．

⑨ 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，阻力回和阻答力臂都不變，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

；＞；=．

⑩ （2010聊城）用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率．實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較

由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.1N，所以它的示數是0.5N．
在實驗過程中，有用功是：W_有用=Gh=1N×0.1m=0.1J
總功是：W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J
所以杠桿的機械效率是：η=

W有用

W總

=

0.1J

0.15J

=66.7%
故答案是：0.5；66.7；杠桿有自重．