物理

青果学院

某实验小组利用图示装置研究杠杆机械效率，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，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持0点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2，回答下列问题：
（1）某同学利认为：只要满足“阻力×阻力作用点到支点的距离=动力×动力作用点到支点的距离”，杠杆就能平衡．
a．这个结论是否正确？

b．需要满足什么条件才是正确的．

阻力×阻力臂=动力×动力臂

阻力×阻力臂=动力×动力臂

（2）杠杆机械效率的表达式为η=

．（用已知或测量的物理量符号表示）
（3）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：

（4）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将

（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

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用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为

N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为

%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：

使用杠杆时需要客服杠杆重力

使用杠杆时需要客服杠杆重力

；
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到如表所示的两组数据：

次数	钩码悬挂点	钩码总量 G/N	钩码移动距离 h/m	拉力 F/N	测力计移动距离 s/m	机械效率 η%
1	A点	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B	2.0	0.15	1.2	0.30

将表格中的空白处补充完整．
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：

；
请简要说明两条理由：①

两次实验时钩码没有挂在同一位置

两次实验时钩码没有挂在同一位置

仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的

仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的

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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，在A点用轻绳悬挂总重为G的两个钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h₁、h₂．（不考虑摩擦）
回答下列问题：
（1）杠杆机械效率的表达式η₁=

．（用已知或测量的物理量符号表示）
（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：

杠杆自身的重力

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，该杠杆的机械效率为η₂，则η₂

η₁．（填“＜”“=”或“＞”）
（4）将同一物体分别悬挂在A、C两点，匀速提高相同高度时的机械效率分别为η_A和η_C，则η_A

η_C．（填“＜”“=”或“＞”）
（5）实验结束后，小明分析测量的数据发现：用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于水平状态平衡时，测出的拉力F×0B≠G×0A，其原因是：

杠杆自重的影响．

杠杆自重的影响．

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（2013·武汉模拟）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，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h₁、h₂．
回答下列问题：
（1）杠杆机械效率的表达式为η=

．（用已知或测量物理量符号表示）
（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：

杠杆的自重

杠杆的自重

．
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将

（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）若弹簧测力计拉力方向一直垂直于OB杆向上拉动，则测力计示数

（选填“变大”、“变小”或“不变”）

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用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为

N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为

%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：

杠杆有自重

杠杆有自重

．
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

次数	钩码悬挂点	钩码总重 G/N	钩码移动距离 h/m	拉力 F/N	测力计移动距离 s/m	机械效率 η/%
1	A点	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B点	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？
答：

；
请简要说明两条理由：①

两次实验时钩码没有挂在同一位置

两次实验时钩码没有挂在同一位置

一次对比实验所得结论是不可靠的

一次对比实验所得结论是不可靠的

小明利用杠杆做了两个小实验：
A：“探究杠杆的平衡条件”
（1）当杆杠静止在图（甲）所示的位置时，杆杠处于

（“平衡”或“不平衡”）状态，此时应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了

便于测出力臂大小

便于测出力臂大小

；
（2）实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，用同样的方法一般要做三次，得到三组数据并进行分析．这样做的目的是

使实验结论具有普遍性

使实验结论具有普遍性

．
（3）在图（乙）中使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符．其原因是：

从杠杆上直接读取不是拉力的力臂

从杠杆上直接读取不是拉力的力臂

．
B：“探究杠杆的机械效率”
如图丙所示装置，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点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F₁，测得A、B两点上升的高度分别为h₁、h₂，则此次杠杆的机械效率为η=

．（用物理量的符号表示）
（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h₂，则弹簧测力计的示数将

（大于/等于/小于）F₁，此次弹簧测力计做的功将

（大于/等于/小于）第一次做的功．
（3）他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h₂，则第3次杠杆的机械效率与前两次相比

（最大/最小/三次相等）．

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（2009·怀柔区一模）如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起．若每次重物均以1m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计．当吊起质量为340kg的重物A时，牵引车对绳的拉力为F_A，滑轮组的机械效率为85%；当吊起重物B时，牵引车对绳的拉力为F_B．若F_A与F_B做功的功率之比为2：3，取g=10N/kg，则下列说法中正确的是（　　）

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（2010·朝阳区二模）为了打捞沉在江中的物体，采用浮筒与起重工程船相结合的办法．沉在江中物体的体积为0.2m³，物质的密度为8×10³kg/m³，把4个浮筒固定在物体四周，并用绳捆住物体，绳的上端固定在起重船滑轮组的动滑轮下端的吊钩上，动滑轮重为2×10³N．当用压缩气体把浮筒充气后，每个浮筒可以产生1×10³N的浮力，如图20所示（图中只能显示3个浮筒）．起重工程船上的电动机带动钢丝绳，通过图示的滑轮组使物体以速度v₁=1cm/s竖直上升，在物体未出水面前，电动机拉钢丝绳的拉力为F₁，滑轮组的机械效率为η₁；当物体完全离开水面后，电动机拉钢丝绳的拉力为F₂，滑轮组的机械效率为η₂，物体在空中竖直匀速上升的速度为v₂．设电动机的功率保持不变，绳子、钢丝绳和浮筒重均忽略不计，滑轮组的轮与轴的摩擦及物体在水中的阻力不计，江水的密度为10³kg/m³，g取10N/kg．
求：（1）F₁和F₂；
（2）η₁：η₂；
（3）v₂．（结果保留2位有效数字）

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