题目

小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，所用的杠杆是一根重为5N、质量均匀的硬棒．他将棒的一端固定，把重为15N的重物挂在棒的中点，然后用手竖直提起棒的另一端，如图所示．若把重物提升了10cm，则小明使用杠杆所做的有用功为_____J，机械效率是_____．（一切摩擦忽略不计）

题型：填空题难度：中档来源：河北省期末题

所属题型：填空题 试题难度系数：中档

答案

1.5；  75%

考点梳理

初中二年级物理试题“ 小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，所用的杠杆是一根重为5”旨在考查同学们对 有用功和额外功、 杠杆的机械效率、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

此练习题为精华试题，现在没时间做？添加到收藏夹，以后再看。

根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。

• 有用功和额外功
• 杠杆的机械效率

考点名称：有用功和额外功

有用功：物理学中的一种概念，是人们做的功中对人们有用的一部分，人们需要的有价值的功。做功中，有用功越大越好。

额外功：在物理学中，额外功与有用功是对立的，指其他无实用价值而又不得不做的功，叫额外功。

有用功和额外功的比较

有用功和额外功的区别

1、有用功是相对于总功来说的......

2、从做功的意义上来讲，就是人因需要而做的功叫做有用功，额外功是指人们在做功时，并不需要做，但是为了达到目的而不得不做的功.例如，人想要提水上楼，人对水做的功就是为了满足需要而做的，其大小等于水重乘以提升的高度。人在提水时，必须有盛水的容器，如水桶等，人在提升水的同时，也对容器做了功，而人对容器所做功并不是目的，但是又不得不做，因为没有容器，水是无法提升的，所以，人对容器所做的功是额外功，其大小等于 。

3、常见的额外功有：使用滑轮组时，克服轮与轴之间摩擦所做的功，还有克服滑轮的自重所做的功等。

4、克服摩擦所做的功并不一定都是额外功。

有用功和额外功计算公式归纳

考点名称：杠杆的机械效率

杆机的械效率

杆机机械效率是反映杆机机械性能的优劣的重要标志之一。总功等于有用功与额外功之和，因而有用功只占总功的一部分。显然，有用功所占比例越大，机械对总功的利用率就越高，机械的性能就越好。物理中，用机械效率来表示机械对总功的利用率。

影响杠杆机械效率的因素

1.杠杆的重力有关,杠杆重力越大,效率越小.

2.与物体重力有关,物体重力越大,效率越高.

3.杠杆的光滑程度.

与支点的位置是没有关系的,因为杠杆的支点位置只能省力但并不省功,总功依然较大.

如何提高杠杆机械效率?

提高杠杆工作效率:减少动力臂的长度(给力点到转动中心点的距离).

提高杠杆机械效率:就是想方设法地减少摩擦力和无用功.减少摩擦力可以通过使转动中心部分始终保持良好的润滑,就是该部分经常有机油存在;减少无用功就是选用高强度的杠杆,使其横截面积变小、重量变轻.

“任何机械本身都受到重力作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功”。这样必然会有总功大于有用功，机械效率总小于1.实际利用机械时，施加的动力必然大于根据功的原理推算出来的动力.

1 、杠杆重力的作用效果

(1)对省力杠杆，要将物体抬高，有两种情况，①支点在杠杆一端，动力方向向上(如图1)，此时杠杆重力和阻力方向相同，与动力方向相反，因而克服重力所做的功为额外功。②支点在中间，动力方向向下，此时重力和动力作用点一般在支点同侧且方向相同。因而重力所做的功是有用功的一部分，不是额外功。

这样的情况下，岂不是总功小于有用功了吗?当然不是，因为使用杠杆举高物体时，必须先将杠杆举到一定高度，然后方可下压。在举高杠杆时克服杠杆重力所做的功应当是与压下杠杆过程中重力所做的功大小相等，也就是说，在整个过程中杠杆重力做功的代数和为零。

(2)对费力杠杆，要将物体抬高，也存在两钟情况，同样是支点在一端和支点在中间，在这两种情况下，重力产生的力矩都是阻碍杠杆转动的，所以克服杠杆重力所做的功都属于额外功。

2、 杠杆与支点间摩擦力的作用效果

当杠杆处于水平位置时，杠杆与支点间无相对运动趋势，因而不存在摩擦;当杠杆因转动而倾斜时，与支点间虽然存在静摩擦力，但摩擦力的作用线总是通过支点，其力矩为零，不会影响到杠杆的转动情况，也就是说摩擦力方向总是与杠杆转动方向垂直，当然也不做额外功。

3、 结论

从以上分析，对于一般杠杆而言，我们可以得到如下结论：

(1)杠杆自身重力的作用效果，不一定全是阻碍杠杆转动的，所以它也不一定是做额外功的原因。

(2)一般情况下，用杠杆举高物体时，不需要克服杠杆与支点间的摩擦做额外功。

当然，杠杆也有一些根据需要而重心偏于一端，支点处来用滞动或滚动轴承的，但这对于刚接触杠杆的初中学生来说，毕竟应划入特例的范围。