小金用如圖所示的實驗裝置測量槓桿的機械效率．實驗時豎直向上拉動槓桿，使掛在槓桿下面的鈎碼緩緩上升．重為5N的鈎...
來源：國語幫 2.92W
問題詳情：
小金用如圖所示的實驗裝置測量槓桿的機械效率．實驗時豎直向上拉動槓桿，使掛在槓桿下面的鈎碼緩緩上升．重為5N的鈎碼掛在A點時，人的拉力F為4N，鈎碼上升0.3m時，動力作用點C上升0.5m，此時機械效率η1為多大？
（2）小金為了進一步研究槓桿的機械效率與哪些因素有關，仍用該實驗裝置，將鈎碼移到B點，再次緩慢提升槓桿使動力作用點C仍然上升0.5m．問：人的拉力F與第一次相比 （選填“變大”“變小”或“不變”）．比較此時的機械效率η2與η1的大小並用學過的知識給以推導．
【回答】
解：（1）有用功：W有用=Gh=5N×0.3m=1.5J；
總功：W總=Fs=4N×0.5m=2J，
機械效率：η=
×100%=
×100%=75%；
（2）鈎碼的懸掛點在A點時，由於槓桿的重力會阻礙槓桿轉動，
則由槓槓的平衡條件得：GOA+G槓桿
OC=FOC；
懸掛點移至B點時，由槓槓的平衡條件得GOB+G槓桿
OC=F′OC，
觀察比較可知，懸掛點移至B點時，OB＜OA，即鈎碼重力的力臂變小，所以拉力F也變小；
槓桿的機械效率：η=
=
=
；
因為槓桿升高的高度不變，所以克服槓桿自重所做的額外功不變（即W額=G槓桿h槓桿不變）；由於懸掛點B更接近支點，所以鈎碼提升的高度減小，根據W有用=Gh可知，有用功減小；
從上面η的表達式可知：W有用減小、W額不變，所以
變大，分母變大，η就減小；即η2＜η1．
答：（1）機械效率η1為75%；
（2）變小；此時的機械效率η2＜η1，推導過程見解答．
知識點：力和機械 單元測試
題型：計算題
