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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,
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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___(保留一位小数).请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:___.
(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:
根据表中数据,不能得出“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?理由:①___;②___.
若将同一重物先后挂在A、B两个悬挂点,提升相同高度,测得杠杆机械效率分别为ηA、ηB,则ηA___ηB(填</=/>).
(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___(保留一位小数).请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:___.
(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% |
若将同一重物先后挂在A、B两个悬挂点,提升相同高度,测得杠杆机械效率分别为ηA、ηB,则ηA___ηB(填</=/>).
▼优质解答
答案和解析
(1)弹簧测力计的分度值是0.1N,读数是:0.5N;
有用功为:W有用=Gh=1N×0.1m=0.1J;
总功为:W总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J;
则机械效率为:η=
=
≈66.7%;
因为杠杆自身有重力,提升物体的同时也要提升杠杆,即克服杠杆自重做功,就有了额外功;
(2)根据表中数据,不能得出“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;
理由是:
①分析机械效率的影响因素采取控制变量法,研究提起的物重和机械效率的关系时,应保持钩码悬挂的位置不变;
②应进行多次实验,分析多组数据,才能得出正确结论.只凭一次实验数据做出结论是不科学的.
钩码从A点到B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.根据η=
×100%,分母变小,分子不变,所以η变大,即ηA<ηB.
故答案是:(1)0.5;66.7%;由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功;(2)①两次实验时,钩码没有挂在同一位置;②根据一次对比实验所得结论是不可靠的;<.
有用功为:W有用=Gh=1N×0.1m=0.1J;
总功为:W总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J;
则机械效率为:η=
W有 |
W总 |
0.1J |
0.15J |
因为杠杆自身有重力,提升物体的同时也要提升杠杆,即克服杠杆自重做功,就有了额外功;
(2)根据表中数据,不能得出“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;
理由是:
①分析机械效率的影响因素采取控制变量法,研究提起的物重和机械效率的关系时,应保持钩码悬挂的位置不变;
②应进行多次实验,分析多组数据,才能得出正确结论.只凭一次实验数据做出结论是不科学的.
钩码从A点到B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.根据η=
Gh1 |
Fh2 |
故答案是:(1)0.5;66.7%;由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功;(2)①两次实验时,钩码没有挂在同一位置;②根据一次对比实验所得结论是不可靠的;<.
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