探究影響杠桿機械效率的實驗

（1） ；（2）杠桿的自重；（3）變大．

㈡ 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_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．

㈢ 設計一個實驗探究影響杠桿機械效率的因素

器材：一根長一米、重5牛、2牛的兩個杠桿，一個20牛的重物和一個彈簧測力計。
試驗1.用重力5牛的杠桿一端做支點O，
重物掛在距支點50厘米處A點，彈簧秤向上拉在另一端距支點100厘米處B點。
測試：拉力F為15牛。
計算:W有用=OA*G=0.5×20=10J.
W總=OB*15=1×15=15J.
效率=10/15×100%≈67%.
試驗2.用重力5牛的杠桿中點做支點O，
重物掛在左端距支點50厘米處A點，彈簧秤向下拉在另右端距支點50厘米處B點。
測試：拉力F為20牛。
計算:W有用=AO*G=0.5×20=10J.
W總=OB*20=0.5×=10J.
效率=10/10×100%=1.
換用2牛的杠桿做上述相同的試驗……。
得出：杠桿的機械效率1.與杠桿的重力有關（重力越大，效率越低）；2.與支點的位置有關。

㈣ 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．

㈤ 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．

㈥ 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W 有 =Gh 1 ，總功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．

㈦ 初中影響杠桿機械效率的因素

(1) Gh2/(Fh1)
(2) 對克服杠桿重力所做的功為額外功,減小額外功就可以增大機械效率.
（3）樓主,A,C點在什麼位置啊?若由A移至C,是向支點O靠近,那麼有用功不變,由於阻力臂（重物的力臂）減小,要重物G上升同樣高度就需要拉力F上升高度h2增大,總共也就增大,所以機械效率應該減小,反之由A移至C,是向支點O遠離,那麼機械效率就該增大.

㈧ 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W_有=Gh₁，總功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．

㈨ 為進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關

（1）鉤碼勻速上升時，彈簧測力計的示數和拉力相等；
（2）根據彈簧測力計的專分度值讀出示數；屬
（3）通過探究實驗來得出結論時，應進行多次實驗，分析多組數據，同時，分析機械效率的影響因素也應採取控制變數法，這樣才能得出正確結論．根據這一思路來對最後的問題做出判斷．
解答
解：（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．
點評
本題考查了探究杠桿平衡的實驗，涉及到彈簧測力計的讀數和控制變數法的應用，要注意勻速拉動彈簧測力計緩慢上升時，彈簧測力計的示數等於拉力的大小．

㈩ 某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，主要的實驗步驟如下：

前面的兩個空我覺得比較簡單。我就重點說第三個空吧。
機械效率是變大了。
理由是，懸掛點從A點移到C點，杠桿做的有用功Gh1大小沒有變化；但是克服杠桿的重力所做額外功變小了。原因是杠桿向上移動的距離小了。根據公式可知，用用功一定時，額外功越小，機械效率越高，所以答案是變大了。