小明用圖示裝置探究杠桿的機械

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

⑤ 某實驗小組利用圖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點作為支點，

（1）在步驟②中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恆定．
（2）有用功為回W_有=Gh₁，總功答W_總=Fh₂，則機械效率的表達式η=

W有

W總

×100%=

Gh1

Fh2

×100%．
（3）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，重物升高的距離一定，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．
（4）杠桿提升鉤碼時，對鉤碼做有用功，克服杠桿重做額外功，並且W_有+W_額=W_總；
設杠桿重心升高的距離為h，則有：Gh₁+G_杠h=Fh₂，而G不變，h₁不變，G_杠不變，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+G_杠h變小，所以Fh₂也變小；由η=

Gh1

Fh2

可知，杠桿的機械效率變大．
故答案為：（1）勻速豎直向上拉動；（2）

Gh1

Fh2

×100%；（3）杠桿的自重；（4）變大．

⑥ 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．

⑦ 小明用如圖所示的實驗裝置探究杠桿的平衡條件．（1）調節杠桿的平衡時，如果杠桿右側高左側低，應將兩端

（1）調節
杠桿的平衡
時，杠桿右側高左側低，應將兩端的
平衡螺母
向右調節，使內杠容桿在水平位置平衡；使杠桿在水平位置平衡的好處是方便測量
力臂
．
（2）根據
杠桿平衡
條件：F1L1=F2L2，結合圖象可知，在支點右側的B點，用
彈簧測力計
拉杠桿，使其在水平位置平衡．根據杠桿平衡條件3cmF=4.5cm×2N，解得彈簧測力計的示數F=3N；持B點不動，彈簧測力計的方向向右傾斜，這時杠桿右側的力臂變短，根據杠桿的平衡條件可知，使杠桿仍在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數將變大．
故答案為：（1）右；方便測量力臂；（2）3；大；
（3）
次數
動力F1/N
動力臂
L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
2
3

⑧ 某實驗小組利用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點作為支點

（1）有用功為W_有=Gh₁，總功W_總=Fh₂，則機械效率的表達式η=

W有用

W總

×100%=

Gh1

Fh2

×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．
（3）將三個相同的鉤碼懸掛在A點勻速提高相同高度時，根據W=Gh可知：W_有用1＜W_有用2，
∵杠桿的自身重力不變，
∴根據W_額=G_桿h可知額外功不變，
∵η=

W有用

W總

=

W有用

W有用+W額

；
∴η₂＞η₁．
（4）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時力臂變大，所以拉力F也變大，因鉤碼勻速提高相同高度時則杠桿提升的高度減小，所以根據W_額=Gh可知額外功減小，因此在有用功相同的條件下，杠桿的機械效率變大，即η_A＜η_C．
（5）由圖可知杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大．
故答案為：（1）

Gh1

Fh2

×100%；（2）杠桿自身的重力；（3）＞；（4）＜；（5）杠桿自重的影響．

⑨ （2013山西）小明小組利用如圖所示裝置探究「杠桿平衡條件」時，在杠桿兩側掛上不同個數的鉤碼，移動鉤

「動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離」，是在杠桿內在水平位置容平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，此時的力臂正是支點到力作用點的距離．為得出普遍結論，應改變力的方向使力臂不等於支點到力作用點的距離，多做幾次實驗，得出實驗結論，故正確的實驗操作應該是B、去掉一側鉤碼，換用彈簧測力計斜向下拉．
故選B．