Question

家住農村的小明同學想測家中一頭肥豬的重，家里只有一個量程較小的測力計，他利用杠桿平衡的原理，稱出了豬的重力．小明將豬用繩綁住掛在木棒上的B點，將棒的一端（O點）放在石坎上，人用力通過掛在A端的測力計拉起木棒的另一端使木棒剛好到達水平位置，如圖所示．圖中測力計的示數F=320N，OA=1.6m，OB=0.4m．求：
（1）小明同學測出的豬重G是多少牛？
（2）如果豬的實際重力為1200N，豬被拉離地面升高了0.1m，小明做的有用功W_有用是多少焦？
（3）小明用力F拉測力計向上升高了0.4m，他做的總功W_總是多少焦？
（4）小明同學測豬重使用的杠桿裝置的機械效率是多少？

Answer 1

解：（1）由圖知，F×OA=G×OB，
即：320N×1.6m=G×0.4m，
解得：G=1280N，
（2）W_有用=G_實際h=1200N×0.1m=120J；
（3）W_總=Fs=320N×0.4m=128J；
（4）η==≈93.8%．
答：（1）小明同學測出的豬重是1280N；
（2）小明做的有用功120J；
（3）他做的總功是128J；
（4）小明同學測豬重使用的杠桿裝置的機械效率是93.8%．
分析：（1）知道力臂和拉力的大小，利用杠桿的平衡條件求豬重；
（2）利用W=Gh求小明做的有用功；
（3）利用W=Fs求總功；
（4）利用效率公式求測豬重使用的杠桿裝置的機械效率．
點評：本題考查了杠桿平衡條件的應用、使用滑輪組有用功、總功、機械效率的計算，利用所學知識解決實際問題，學以致用，有意義！