Question

13．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率．實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長(zhǎng)杠桿下面的鉤碼緩緩上升．
（1）實(shí)驗(yàn)中，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為0.5N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s為0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為66.7%．請(qǐng)寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因：克服杠桿與支點(diǎn)間摩擦及杠桿自重做的額外功．
（2）一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到下表數(shù)據(jù)：

次數(shù)	鉤碼 懸掛點(diǎn)	鉤碼總重 G/N	鉤碼移動(dòng)距離 h/m	拉力 F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離 s/m	機(jī)械效率 η/%
1	A點(diǎn)	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B點(diǎn)	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：不能；請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明兩條理由：①兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒(méi)有掛在同一位置；②一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的．

Answer 1

分析 （1）對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，需看清彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，然后根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù)；
在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$來(lái)計(jì)算；
額外功產(chǎn)生的原因：克服機(jī)械的重做功、克服摩擦做功．
（2）通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出正確結(jié)論；
分析機(jī)械效率的影響因素采取控制變量法．

解答 解：
（1）由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N．
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有用功是：W_有=Gh=1.0N×0.1m=0.1J，
總功是：W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，
所以杠桿的機(jī)械效率是：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{1N×0.1m}{0.5N×0.3m}$×100%=66.7%；
利用杠桿提升物體時(shí)，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功．
（2）分析機(jī)械效率的影響因素采取控制變量法，研究提起的物重和機(jī)械效率的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持鉤碼的位置不變；
應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出正確結(jié)論．只憑一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出結(jié)論是不科學(xué)的．
故答案是：（1）0.5； 66.7；克服杠桿與支點(diǎn)間摩擦及杠桿自重做的額外功；（2）不能；①兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒(méi)有掛在同一位置；②一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的．

點(diǎn)評(píng) （1）機(jī)械效率的計(jì)算是同學(xué)們應(yīng)該掌握的基本技能，關(guān)鍵是搞清楚有用功和總功，一般來(lái)說(shuō)，使用機(jī)械所用外力做的功是總功，而克服提升重物重力做的功是有用功；
（2）能正確分析額外功的原因，如何提高機(jī)械效率．以及用控制變量法研究機(jī)械效率的影響因素．