解题思路:(1)使用杠杆克服钩码的重力做功,有用功等于克服钩码重力做的功,总功等于弹簧测力计的拉力做的功,机械效率等于有用功和总功的比值;
(2)机械效率是有用功和总功的比值,它反映了有用功在总功中所占比例的大小,也反映了额外功所占比例的大小,影响机械效率的因素从有用功和额外功两方面考虑;
(3)根据影响杠杆机械效率的主要因素--杠杆的自身重力不变分析,然后根据η=
W
有用
W
总
=
W
有用
W
有用
+
W
额
解答;
(4)将钩码的悬挂点从A点移至C点,改变了钩码重力的力臂,根据杠杆平衡条件分析,改变了弹簧测力计的拉力,改变了弹簧测力计的拉力做功的多少,改变了机械效率的高低.
(5)弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响.
(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ηA<ηC.
(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.
点评:
本题考点: 杠杆机械效率的测量实验.
考点点评: 本题考查杠杆机械效率的测量,把握有用功、总功的计算方式,明确机械效率的表达式,知道提高机械效率的方法.当杠杆处于水平位置平衡时,竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上,倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上,力臂变小.