探究影响杠杆机械效率的实验

（1） ；（2）杠杆的自重；（3）变大．

㈡ 小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点．（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A

（1）探究杠杆的机械效率时，将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速动弹簧测力计，则有用功为W_有=Gh₂=2mgh₂，总功W_总=F₁h₂，则机械效率的表达式η=

W有

W总

=

2mgh2

F1h1

．
（2）钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得F₁?OA=G?OB；悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得F₂?OA=G?OC；从图中可以看出，由OB到OC力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大，有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功，并且有用功与总功的比值变大，即杠杆的机械效率变大．
（3）因为第1与第2的有用功相等，并且第2的额外功小，因为机械效率等于有用功与总功的比值，因此第1的机械效率小于第2的机械效率；
将3只钩码悬挂在C点时，物体升高的高度不变，物重增加，由W_有=Gh₂可得，有用功变大，但杠杆提升的高度与第2相同，额外功与第2相同，又因为机械效率等于有用功与总功的比值，因此第3的机械效率大于第2的机械效率．
综上所述，第3的机械效率最大．
（4）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力．
故答案为：（1）匀速；

2mgh2

F1h1

；（2）大于；小于；变大；（3）最大；（4）杠杆的自重．

㈢ 设计一个实验探究影响杠杆机械效率的因素

器材：一根长一米、重5牛、2牛的两个杠杆，一个20牛的重物和一个弹簧测力计。
试验1.用重力5牛的杠杆一端做支点O，
重物挂在距支点50厘米处A点，弹簧秤向上拉在另一端距支点100厘米处B点。
测试：拉力F为15牛。
计算:W有用=OA*G=0.5×20=10J.
W总=OB*15=1×15=15J.
效率=10/15×100%≈67%.
试验2.用重力5牛的杠杆中点做支点O，
重物挂在左端距支点50厘米处A点，弹簧秤向下拉在另右端距支点50厘米处B点。
测试：拉力F为20牛。
计算:W有用=AO*G=0.5×20=10J.
W总=OB*20=0.5×=10J.
效率=10/10×100%=1.
换用2牛的杠杆做上述相同的试验……。
得出：杠杆的机械效率1.与杠杆的重力有关（重力越大，效率越低）；2.与支点的位置有关。

㈣ 某实验小组利用图所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

（1）有用功为W_有=Gh₁，总功W_总=Fh₂，则机械效率的表达式η=

W有用

W总

×100%=

Gh1

Fh2

×100%．
（2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力．
（3）将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高相同高度时，根据W=Gh可知：W_有用1＜W_有用2，
∵杠杆的自身重力不变，
∴根据W_额=G_杆h可知额外功不变，
∵η=

W有用

W总

=

W有用

W有用+W额

；
∴η₂＞η₁．
（4）钩码的悬挂点在A点时，由杠杠的平衡条件得G?OA=F?OB；悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得G?OC=F?OB，经对比发现，由OA到OC时力臂变大，所以拉力F也变大，因钩码匀速提高相同高度时则杠杆提升的高度减小，所以根据W_额=Gh可知额外功减小，因此在有用功相同的条件下，杠杆的机械效率变大，即η_A＜η_C．
（5）由图可知杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大．
故答案为：（1）

Gh1

Fh2

×100%；（2）杠杆自身的重力；（3）＞；（4）＜；（5）杠杆自重的影响．

㈤ 小明用如图测量杠杆的机械效率

（1）实验中，应使钩码匀速向上运动；
（2）弹簧测力计的分度值为0.1N，拉力的大小为0.5N；
（3）分析机械效率的影响因素应采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持位置不变，而实验中，两次钩码悬挂的位置是不同的．同时，还应进行多次实验，分析多组数据，才能得出有说服力的正确结论，只凭一次实验数据做出结论是不科学的．
故答案为：
（1）匀速；
（2）0.5；
（3）①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的．

㈥ 某实验小组利用如图所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

（1）有用功为W 有 =Gh 1 ，总功W 总 =Fh 2 ，则机械效率的表达式η= W 有 W 总 ×100%= Gh Fs ×100%． （2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力，因此要想提高该杠杆机械效率，需减小杠杆自重． （3）钩码的悬挂点在A点时，由杠杠的平衡条件得G?OA=F?OB；悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得G?OC=F?OB，经对比发现，由OA到OC力臂变大，所以拉力F也变大，杠杆提升的高度减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大． 故答案为：（1） Gh Fs ×100%；（3）减小杠杆的自重；（4）变大．

㈦ 初中影响杠杆机械效率的因素

(1) Gh2/(Fh1)
(2) 对克服杠杆重力所做的功为额外功,减小额外功就可以增大机械效率.
（3）楼主,A,C点在什么位置啊?若由A移至C,是向支点O靠近,那么有用功不变,由于阻力臂（重物的力臂）减小,要重物G上升同样高度就需要拉力F上升高度h2增大,总共也就增大,所以机械效率应该减小,反之由A移至C,是向支点O远离,那么机械效率就该增大.

㈧ 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，

（1）在步骤②中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定．
（2）有用功为W_有=Gh₁，总功W_总=Fh₂，则机械效率的表达式η=

W有

W总

×100%=

Gh1

Fh2

×100%．
（3）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定，重物升高的距离一定，说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力．
（4）杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，并且W_有+W_额=W_总；
设杠杆重心升高的距离为h，则有：Gh₁+G_杠h=Fh₂，而G不变，h₁不变，G_杠不变，钩码从A点到C点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，
所以Gh₁+G_杠h变小，所以Fh₂也变小；由η=

Gh1

Fh2

可知，杠杆的机械效率变大．
故答案为：（1）匀速竖直向上拉动；（2）

Gh1

Fh2

×100%；（3）杠杆的自重；（4）变大．

㈨ 为进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关

（1）钩码匀速上升时，弹簧测力计的示数和拉力相等；
（2）根据弹簧测力计的专分度值读出示数；属
（3）通过探究实验来得出结论时，应进行多次实验，分析多组数据，同时，分析机械效率的影响因素也应采取控制变量法，这样才能得出正确结论．根据这一思路来对最后的问题做出判断．
解答
解：（1）实验中，应使钩码匀速向上运动；
（2）弹簧测力计的分度值为0.1N，拉力的大小为0.5N；
（3）分析机械效率的影响因素应采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持位置不变，而实验中，两次钩码悬挂的位置是不同的．同时，还应进行多次实验，分析多组数据，才能得出有说服力的正确结论，只凭一次实验数据做出结论是不科学的．
故答案为：
（1）匀速；
（2）0.5；
（3）①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的．
点评
本题考查了探究杠杆平衡的实验，涉及到弹簧测力计的读数和控制变量法的应用，要注意匀速拉动弹簧测力计缓慢上升时，弹簧测力计的示数等于拉力的大小．

㈩ 某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，主要的实验步骤如下：

前面的两个空我觉得比较简单。我就重点说第三个空吧。
机械效率是变大了。
理由是，悬挂点从A点移到C点，杠杆做的有用功Gh1大小没有变化；但是克服杠杆的重力所做额外功变小了。原因是杠杆向上移动的距离小了。根据公式可知，用用功一定时，额外功越小，机械效率越高，所以答案是变大了。