Question

在“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）如圖a，杠桿上面有刻度，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，如圖a，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向 （選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)，直到杠桿在 位置平衡．

（2）圖b和圖c的操作相比，圖 更方便，因?yàn)榭梢灾苯幼x出 ．

（3）圖d中，若慢慢將彈簧測(cè)力計(jì)傾斜過(guò)來(lái)拉杠桿，仍使杠桿在水平位置平衡，它的示數(shù)將變 ，因?yàn)? ．

（4）經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論后，小明同學(xué)想利用圖e裝置測(cè)出杠桿提升鉤碼時(shí)的機(jī)械效率：

①圖e所示實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)鉤碼重0.5N，彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿，它的示數(shù)為4N，當(dāng)鉤碼上升6cm時(shí)，杠桿上的C點(diǎn)上升3cm，則此時(shí)杠桿的機(jī)械效率ηa= ．

②杠桿的機(jī)械效率跟鉤碼懸掛的位置到底有沒(méi)有關(guān)系呢？如圖f，他仍然豎直向上拉杠桿使C點(diǎn)上升3cm，若支點(diǎn)處的摩擦力可以忽略不計(jì)，經(jīng)分析可知此時(shí)杠桿的機(jī)械效率ηb與ηa相比 （變大/變小/不變）．接下來(lái)可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)，通過(guò)實(shí)踐證明我們的分析是否正確．

 

Answer 1

（1）右；水平；（2）2；力臂；（3）大；拉力的力臂變小了；（4）75%；變小

【解析】

試題分析：（1）杠桿左端下沉，說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移，這一調(diào)節(jié)過(guò)程的目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)；

（2）從測(cè)量力臂的角度分析那個(gè)圖更方便；

（3）拉力的方向是傾斜的，力的方向與杠桿不垂直，力臂不能從杠桿上讀出，此時(shí)力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件分析彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化．

（4）①在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η=來(lái)計(jì)算．

②將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，改變了鉤碼重力的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件分析，改變機(jī)械效率的高低．

【解析】
（1）杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向右調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；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(lái)．

（2）由圖可知，圖b的力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái)，因此圖2更方便；

（3）彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉時(shí)，拉力的方向豎直向上與杠桿垂直，動(dòng)力臂等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離；當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，拉力的方向不再與杠桿垂直，動(dòng)力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件，動(dòng)力變大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大．

（2）①W有用=Gh=3×0.5N×0.06m=0.09J；

W總=FS=4N×0.03m=0.12J；

ηa=×100%=×100%=75%，

②鉤碼的懸掛點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)，由杠杠的平衡條件得G?OA=F?OC；懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，由杠杠的平衡條件得G?OB=F?OC，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，由OA到OB力臂變小，所以有用功減小，仍然豎直向上拉杠桿使C點(diǎn)上升3cm，拉力和阻力臂不變，因此由η=可知，杠桿的機(jī)械效率變�。�

故答案為：（1）右；水平；（2）2；力臂；（3）大；拉力的力臂變小了；（4）75%；變�。�