Question

【題目】在“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:

（1）在沒有掛鉤碼時(shí)杠桿的平衡位置如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端螺母向_____（填“左”或“右”）邊旋一些．

（2）調(diào)好后，第一組按圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，第二組按圖丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為第_____組實(shí)驗(yàn)更好，理由是_____．

（3）如圖丁所示，在杠桿左邊A處掛四個(gè)相同鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在杠桿右邊B處掛同樣鉤碼_____個(gè)．

（4）如圖戊所示，若所使用的每個(gè)鉤碼重均為0.5 N，用彈簧測力計(jì)在C處豎直向上拉，使杠桿水平平衡，測力計(jì)的拉力為_____N;當(dāng)彈簧測力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)_____（填“變大”“變小”或“不變”），其原因是_____．

（5）如下圖所示，實(shí)驗(yàn)小組在完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)后，他們想進(jìn)一步探究，如果杠桿受到F2、F3兩個(gè)阻力，結(jié)果會怎樣？通過實(shí)驗(yàn)，他們得到了如下圖所示的結(jié)果．根據(jù)這個(gè)結(jié)果，可以初步得出，在這種情況下杠桿的平衡條件為：F1l1=_____．（F1、F2、F3的力臂分別用l1、l2、l3表示）

（6）如下圖所示，實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)一步“探究杠桿的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將總重為G的鉤碼掛在杠桿A處，豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，鉤碼上升的高度為h，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F，其移動的距離為s．不計(jì)摩擦，若將鉤碼移動到B點(diǎn)，仍將它勻速提升h的高度，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)F將_____，杠桿的機(jī)械效率η將_____（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】右 二 便于測量力臂 3 3 變大 詳見解析 F3l3+F2l2 變大 變大

【解析】

(1)[1]由圖可知，右端偏高，為使杠桿在水平位置平衡，需要將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；

(2)[2][3]力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，因此丙實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好，此時(shí)彈簧測力計(jì)的拉力與杠桿垂直，便于測量力臂；

(3)[4]假設(shè)每小格長度為l，如圖杠桿左端

F2= 4G，

l2=3l，

右端

l1=4l，

根據(jù)F1l1=F2l2得

F1==3G；

(4)[5]戊圖，彈簧測力計(jì)豎直向上拉杠桿時(shí)，拉力力臂為OC，由杠桿平衡條件得，

4×0.5N×3l=F×2l，

F=3N；

[6][7]阻力和阻力臂不變，彈簧測力計(jì)傾斜拉杠桿，拉力的力臂小于OC，拉力力臂變小，拉力變大，彈簧測力計(jì)示數(shù)變大；

(5)[8]設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G，杠桿一個(gè)格的長度為l，根據(jù)杠桿平衡條件可知，杠桿右側(cè)

F3l3+F2l2=2G×3l+2G×l=8Gl；

杠桿左側(cè)

F1l1=4G×2l=8Gl，

F3l3+F2l2=F1l1．

(6)[9]根據(jù)圖示可知，將鉤碼移動到B點(diǎn)時(shí)，阻力和動力臂都不變，阻力臂增大，由F1l1=F2l2可知，動力將增大，即F′＞F；

[10]將鉤碼移至B點(diǎn)，提升相同高度，有用功相同，彈簧測力計(jì)豎直移動的距離不同，B點(diǎn)時(shí)杠桿上升的高度小些，做的額外功小些，所以由

η=

可知機(jī)械效率變大，即η′＞η．