Question

【題目】如圖所示，工人用一質量均勻的杠桿將重為90N的貨物勻速提高1m，如果物體掛在杠桿的中點位置，而工人所用的拉力為60N。則在此過程中有用功為_____J。杠桿的機械效率為_____，如果克服摩擦做功10J，則此杠桿的自重為_____N。

Answer 1

【答案】 90 75% 20

【解析】提升物體所做有用功等于物體克服重力所做的功，W有=Gh=90N×1m=90J；因物體掛在杠桿的中點位置，由數學知識知當物體上升高度為1m時，拉力作用點上升高度為2m，故總功W總=FS=60N×2m=120J，杠桿的機械效率η=W有/W總=90J/120J=75％；由以上分析可知W額=W總-W有=120J-90J=30J；而額外功等于克服摩擦做功和克服杠桿自重做功，故克服杠桿自重做功W’=W額-10J=30J-10J=20J，當物體提升1m時，杠桿的重心也上升1m，故W’=G桿h，G桿=W’/h=20J/1m=20N。