题文

用动力臂是阻力臂3倍的杠杆，将重600N的物体抬高40cm，手向下压杠杆的力是250N，手下降的高度是______cm，人做的功是______ J，机械效率是______．

题型：填空题  难度：中档

答案

因为动力臂是阻力臂的3倍，动力（手）移动的距离就是货物移动距离的3倍，S=3×40=120cm=1.2m； 手用的力是250N，所以手（人）做的总功就是W总=FS=250N×1.2=300J； 有用功就是货物被举高做的功，即W有用=Gh=600×0.4=240J； 所以这根杠杆的机械效率就是η= W有用 W总 ×100%= 240J 300J ×100%=80%． 故答案为：120；300；80%．

据专家权威分析，试题“用动力臂是阻力臂3倍的杠杆，将重600N的物体抬高40cm，手向下压杠..”主要考查你对  功的计算，杠杆的机械效率，杠杆的平衡条件  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算杠杆的机械效率杠杆的平衡条件

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：杠杆的机械效率

• 杠杆的机械效率:
  

  有用功	W有用=Gh
  总功	W总=Fs
  额外功	W额外=W总-W有用
  机械效率

• 测量杠杆的机械效率:
  【器材】
  轻质杠杆（木质），重质杠杆（铁制），钩码，有支座的木板，弹簧秤，细线。
  
  【操作】
  
  （1）将轻质杠杆按如图装在画有等间距水平横线的木板上。在杠杆的A处悬挂几个钩码，把弹簧秤系在杠杆B处并竖直缓慢地向上拉杠杆。记下钩码重G₁、钩码被提升的高度h1、弹簧秤的示数F₁和弹簧秤移动的距离S₁，比较G₁h₁和F₁S₁的大小，并根据η₁＝（G₁h₁）／（F₁S₁）算出此时杠杆的效率η1。　　
  （2）减少悬在A处的钩码个数，重复上述实验，算出杠杆的效率η₂。　　
  比较η₁和η₂的大小，得η₂＜η₁，表明同一杠杆在不同情况下，效率可能不同。　　
  （3）用重质杠杆代替轻质杠杆重复（1），算出杠杆的效率η₃。比较η₁和η₃的大小，得η₁＞η₃，可知不同杠杆在相同工作情况下，效率也可能不同。　　
  简单分析η₁、η₂、η₃大小不同的原因。

考点名称：杠杆的平衡条件

• 杠杆的平衡条件：
  动力×动力臂=阻力×阻力臂。
  即
  在杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之几。

• 利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题，一般遵循以下步骤：
  (1)确定杠杆支点的位置。
  (2)分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图。
  (3)确定每个力的力臂。
  (4)根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。
  
  例：如图所示，AOB为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆(自重不计)，已知AO= 2OB。固定D点，使OB处于水平位置，此时B端挂一重为40N的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A端施加F=____N的力，在图上画出此时力F的方向。
  
  解析：要想得到施加在A点的最小力，就要找到最大力臂，由图可知，最大力臂应是OA，故过A点作们的垂线，方向斜向下即为最小力。据杠杆平衡条件得：F·OA=G·OB，代入数值为F×2OB=40N×OB，解方程得F=20N。
  答案：20   力F的方向如图
  
  
  实验法探究杠杆平衡条件：
      实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置上平衡，目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重力对平衡的影响。当杠杆水平平衡时，O点距悬挂钩码处的距离便是力臂，而且可用杠杆上的“格数”代替力臂大小。
  
  例：我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。
  (1)实验没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡。实验前使杠杆水平平衡的目的是____.
  (2)实验中，用图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距)，但老师却提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式(    )
  A．一个人无法独立操作
  B．需要使用太多的钩码
  C．力臂与杠杆不重合
  D．力和力臂数目过多
  (3)图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第____格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡。