为进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,杠杆的机械效率 物体的位置

发布时间:2020-07-10 07:36:30

为进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,杠杆的机械效率 物体的位置

网友回答

(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,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.

网友回答

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?
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