杠杆的机械效率-杠杆的机械效率 物体的位置

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1、杠杆的机械效率-杠杆的机械效率 物体的位置

设杠杆对o点的力臂为l,并且f作用下,使重物提升距离h1,则有:

g提升高度:h2=(f2/f1)*h1

杠杆重心提升高度:h3=(l/f1)*h1

力矩平衡:f*f1=g*f2+s*l

能量守恒:f*h1=g*h2+s*h3

机械效能=g*h2/(f*h1)=g*h2/(g*h2+s*h3)=1/[1+s*h3/(g*h2)]

由于s*h3/(g*h2)=s*(l/f1)*h1/[g*(f2/f1)*h1]=s*l/(g*f2)

从上式中可看出,s,l,g是已知固定量,而f2即物体与o点的力臂与物体的悬挂位置有关,因此机械效能与物体悬挂位置是有关的,并且

机械效能=1/[1+s*l/(g*f2)]=g*h2/(g*h2+s*h3)

简单解释:做几个极端情况的下解释帮你来理解这道题。

设定杠杆的重心在a点处,杠杆势能的变化量就是f对杠杆所做的无用功。

1、如果物体悬挂在0点,那么不论f如何作用杠杆,f对物体所做的有用功都等于0(物体提升高度为0),f做的功都变成杠杆的重力势能的增加量,因此,机械效率为0。

2、如果物体悬挂在a点,那么f做的功w1,杠杆的重力势能增加量w2,物体的重力势能增加量w3,则

w1=w2+w3

机械效能=w3/w1>0

很显然,例子1和例子2唯一不同的就是物体的悬挂位置,也因此导致了机械效能的不同,就是说机械效能与物体的位置有关。

如果杠杆的质量忽略不计,很明显,不论物体在哪,机械效能均等于100%,也就是说,机械效能与物体的位置无关。

现在明白了吗?

2、杠杆的机械效率-杠杆的机械效率怎么算?

杠杆的机械效率 很普通

假如不计摩擦等抄浪费的力。机械效率就为袭1,也就是100%,就是有用功=总功

假如计算百摩擦等浪费的度力,机械率也很高,因为浪费的力很小,就是 机械效率=w有用/w总(w有用+w无用)知 无用功就是摩擦力做的功

实际上就是普通的机械效率公式 ,没什么特别道的

3、杠杆的机械效率-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,额外功主要是复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制有用功一定,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zd,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.

4、杠杆的机械效率-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抄.

(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%=gh1fh2×100%.

(3)有用功是提升钩码所做的袭功,额外功主要是克服杠杆百重力做的功,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,度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,而知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=gh1fh2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)gh1fh2×100%;(3)杠杆的自重道;(4)变大.

5、杠杆的机械效率-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)根据弹簧测力计的分度值读出示数;

(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zd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专,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属一位置;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.

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