Question

11．（1）小紅探究杠桿的平衡條件時，①安裝好杠桿，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，應(yīng)把杠桿右端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡，此時杠桿自身重力的力臂為零．②在杠桿的一側(cè)掛鉤碼，在杠桿的另一側(cè)某一位置用彈簧測力計沿豎直方向拉住杠桿，使其在水平位置平衡，以便直接從杠桿上讀出力臂．
（2）小紅再用杠桿測量機械效率．實驗時，勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升．實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數(shù)F為0.5N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機械效率為66.7%．

Answer 1

分析 （1）①在調(diào)節(jié)杠桿平衡時，應(yīng)將平衡螺母向上翹的一端移動；重心通過支點，則力臂為零；
②彈簧測力計豎直向下拉杠桿時，力臂在杠桿上，以便直接從杠桿上讀出力臂；
（2）彈簧測力計進行讀數(shù)時，需看清彈簧測力計的分度值，然后根據(jù)指針位置進行讀數(shù)；
在實驗中，彈簧測力計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；杠桿的機械效率可以根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$來計算．

解答 解：
（1）①由題意知，杠桿的右端下沉，則應(yīng)使平衡螺母向左調(diào)節(jié)；
杠桿在水平位置平衡，重心在杠桿的重點，重力作用線恰好通過支點，所以重力的力臂為零；
②彈簧測力計豎直向下拉杠桿時，力臂在杠桿上，以便直接從杠桿上讀出力臂；
（2）由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N．
在實驗過程中，有用功是：W_有=Gh=1N×0.1m=0.1J，
總功是：W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，
所以杠桿的機械效率是：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.1J}{0.15J}$×100%=66.7%．
故答案為：（1）①左；零； ②豎直；（2）0.5；66.7．

點評 本題是探究杠桿平衡條件的實驗，考查了杠桿的調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的原因、對杠桿機械效率的計算，是杠桿考查的重點，應(yīng)熟練掌握．