小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升．重为5N的钩...

问题详情：

小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升．重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率η1为多大？

（2）小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m．问：人的拉力F与第一次相比　　　　　　（选填“变大”“变小”或“不变”）．比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给以推导．

【回答】

解：（1）有用功：W有用=Gh=5N×0.3m=1.5J；

总功：W总=Fs=4N×0.5m=2J，

机械效率：η=×100%=×100%=75%；

（2）钩码的悬挂点在A点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动，

则由杠杠的平衡条件得：GOA+G杠杆OC=FOC；

悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得GOB+G杠杆OC=F′OC，

观察比较可知，悬挂点移至B点时，OB＜OA，即钩码重力的力臂变小，所以拉力F也变小；

杠杆的机械效率：η===；

因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额外功不变（即W额=G杠杆h杠杆不变）；由于悬挂点B更接近支点，所以钩码提升的高度减小，根据W有用=Gh可知，有用功减小；

从上面η的表达式可知：W有用减小、W额不变，所以变大，分母变大，η就减小；即η2＜η1．

答：（1）机械效率η1为75%；

（2）变小；此时的机械效率η2＜η1，推导过程见解答．

知识点：力和机械 单元测试

题型：计算题