为了测量杠杆的机械效率,并研究杠杆的机械效率的大小与哪些因素有关,聪聪和明明设计了如图所示的实验装置:
聪聪把两个钩码挂在如图所示的$B$点,用弹簧测力计在$A$点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,测得弹簧测力计示数为$F$,并测得$A$、$B$两点上升的高度分别为${h_1}$和${h_2}$,已知每个钩码质量为$m$,则上述过程中木质杠杆的机械效率的表达式为$\eta {\rm{=}}$ .(用已知或测量物理量的符号表示)
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有用功为${W_{有}}{=}G{h_2}{=}2mg{h_2}$,总功${W_{总}}{=}{F_1}{h_2}$,
则机械效率的表达式:
$\eta {=}\frac{{{W_{有用}}}}{{{W_总}}} \times 100\% = \frac{{G{h_2}}}{{{F_1}{h_1}}} \times 100\% = \frac{{2mg{h_2}}}{{{F_1}{h_1}}} \times 100\% $.
故答案为:$\frac{{2mg{h_2}}}{{{F_1}{h_1}}} \times 100\% $.
明明在聪聪实验后,用一根大小外形完全相同的铁质杠杆代替原来的木质杠杆,然后仍然把两个质量为$m$的钩码挂在$B$点,用弹簧测力计在$A$点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使得$A$、$B$两点上升的高度分别为${h_1}$和${h_2}$,他发现前后两次实验中,拉力所做的 (选填“有用功”、“额外功”或“总功”)是相同的;然后他们经过进一步的分析得出:在其它条件都相同时,杠杆自身重力变大,杠杆的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
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提升物体所做的功是有用功,把相同的物体提升相同的高度,故有用功是相同的;用一根大小外形完全相同的铁质杠杆代替原来的木质杠杆,则铁质杠杆的重力变大,还把杠杆提升相同的高度,根据$W = Gh$可知,额外功变大,故总功变大,根据机械效率公式$\eta = \frac{{{W_{有用}}}}{{{W_总}}}$可知,机械效率变小.
故答案为:有用功;变小.
小组同学测量滑轮组的机械效率.
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如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置.
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用如图所示的滑轮组在$10\text{s}$内把重为$450\text{N}$的重物竖直匀速提高$2\text{m}$,已知滑轮组的机械效率为$75\%$,动滑轮重$100\text{N}$。求:
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如图所示,体重为$600\text{N}$的小孔利用滑轮组匀速提升重物时,他使用的是最省力的绕绳方式,绕在滑轮组上的绳子图中未画出,动滑轮总重$300\text{N}$,绳子能承受的最大拉力为$1000\text{N}$,连接重物与动滑轮持钩的绳子能承受的最大拉力为$4000\text{N}$,被提升的重物$A$体积为$0.1{{\text{m}}^{3}}$,用$400\text{N}$的拉力,将重物$A$以$0.1\text{m}/\text{s}$的速度匀速提升了$5\text{m}$,物体始终未露出水面,不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力,$g$取$10\text{N}/\text{kg}$.求:
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如图所示,是使用汽车打捞水下重物的示意图.汽车通过滑轮组打捞水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以$0.3\text{m/s}$的速度向右水平匀速运动.重物在水面下被提升的过程共用时$50\text{s}$,汽车拉动绳子的功率$P_1$为$480\text{W}$.重物开始露出水面到完全被打捞出水的过程共用时$10\text{s}$,此过程中汽车拉动绳子的功率逐渐变大,当重物完全被打捞出水后,汽车的功率$P_2$比$P_1$增加了$120\text{W}$,且滑轮组机械效率为$80\ \%$.忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦,$g$取$10\text{N/kg}$.求:
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如图a所示装置,不计绳的重力及其滑轮之间的摩擦,物体$A$的重力从$4\text{N}$开始逐渐增加,每次拉动绳子均使物体$A$在$10\text{s}$内匀速运动$1\text{m}$.图b记录了滑轮组的机械效率随物体$A$的重力增加而变化的图象,已知物体所受摩擦力为重力的$0.5$倍.
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阅读诗歌,完成练习。 四季风 春天里,东风多。 吹来燕子做新窝。 夏天里,南风多。 吹得太阳像盆火。 秋天里,西风多。 吹熟庄稼吹熟果。 冬天里,北风多。 吹得雪花纷纷落。
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咏柳
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看黄果村瀑布