Question

【題目】某班同學(xué)利用杠桿做了以下的實(shí)驗(yàn)：

A：“探究杠桿的平衡條件”

（1）當(dāng)桿杠靜止在圖甲所示的位置時(shí)，桿杠處于 （選填“平衡”或“不平衡”）狀態(tài)；如圖甲中，應(yīng)將右端的平衡螺母向 （選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)使杠桿在水平位置平衡，這樣做是為了 ；

（2）小明同學(xué)用圖乙所示的方法使杠桿處于平衡狀態(tài)，測出此時(shí)的拉力大小為F1，發(fā)現(xiàn)F1L1≠F2L2，其原因是： ．

B：“探究杠桿的機(jī)械效率”

如圖丙所示裝置，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m，O為支點(diǎn)．（支點(diǎn)處摩擦忽略不計(jì)）

（1）他將2只鉤碼懸掛在B點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，拉力為F1，測得A、B兩點(diǎn)上升的高度分別為h1、h2，則此次杠桿的機(jī)械效率為η= ．（用物理量的符號(hào)表示）

（2）他將2只鉤碼懸掛在C點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使C點(diǎn)上升高度仍為h2，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)將 （選填“大于”、“等于”或“小于”下同）F1，此次彈簧測力計(jì)做的功將 第一次做的功．

Answer 1

【答案】A：“探究杠桿的平衡條件”

（1）平衡；右；便于測量力臂，消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響；（2）把L1當(dāng)成了F1的力臂；

B：“探究杠桿的機(jī)械效率”

（1）×100%；（2）大于；小于．

【解析】

試題分析：A：（1）①杠桿靜止時(shí)或杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)；

②使杠桿在水平位置平衡，便于測量力臂大小，杠桿的重心通過支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響，使實(shí)驗(yàn)簡單化，便于探究；

（2）由圖可見，拉力F1的方向與杠桿不垂直，因此力臂不等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離的，只有拉力方向與杠桿垂直時(shí)，拉力的力臂才等于支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離；

B：（1）使用杠桿克服鉤碼的重力做功，有用功等于克服鉤碼重力做的功，總功等于彈簧測力計(jì)的拉力做的功，機(jī)械效率等于有用功和總功的比值；

（2）從圖中可以看出，將2只鉤碼懸掛在C點(diǎn)時(shí)，重力的力臂大于在B點(diǎn)重力的力臂，而動(dòng)力臂不變，根據(jù)杠桿平衡的條件可知彈簧測力計(jì)的示數(shù)的變化情況，再分析有用功和額外功的變化，根據(jù)總功等于有用功和額外功之和得出彈簧測力計(jì)做功的變化情況．

解：A：（1）杠桿靜止時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)；使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小，杠桿重心通過支點(diǎn)，可以消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響；

（2）圖中，拉力F1的方向與水平杠桿不垂直，只有力的方向與杠桿垂直時(shí)，力臂才能從杠桿上直接讀出來，小明誤把杠桿的長度L1當(dāng)成了拉力的力臂，所以小明會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論；

B：（1）有用功為W有=Gh2=2mgh2，總功W總=F1h1，則機(jī)械效率的表達(dá)式η=×100%=×100%．

（2）鉤碼的懸掛點(diǎn)在B點(diǎn)時(shí)，由杠杠的平衡條件得F1OA=GOB；懸掛點(diǎn)移至C點(diǎn)時(shí)，由杠杠的平衡條件得F2OA=GOC；從圖中可以看出，由OB到OC力臂變大，所以彈簧測力計(jì)的示數(shù)變大，有用功不變，但杠桿提升的高度減小，額外功減小，又因?yàn)榭偣Φ扔陬~外功與有用功之和，因此此次彈簧測力計(jì)做的功將小于第一次做的功．

故答案為：A：“探究杠桿的平衡條件”

（1）平衡；右；便于測量力臂，消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響；（2）把L1當(dāng)成了F1的力臂；

B：“探究杠桿的機(jī)械效率”

（1）×100%；（2）大于；小于．