Question

【題目】在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中:

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

（2）調好后，第一組按圖乙進行實驗，第二組按圖丙進行實驗，你認為第_____組實驗更好，理由是_____．

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

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

（5）如下圖所示，實驗小組在完成規(guī)定實驗后，他們想進一步探究，如果杠桿受到F2、F3兩個阻力，結果會怎樣？通過實驗，他們得到了如下圖所示的結果．根據(jù)這個結果，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，實驗小組進一步“探究杠桿的機械效率實驗”，實驗時，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，鉤碼上升的高度為h，彈簧測力計的示數(shù)為F，其移動的距離為s．不計摩擦，若將鉤碼移動到B點，仍將它勻速提升h的高度，則彈簧測力計的示數(shù)F將_____，杠桿的機械效率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節(jié)；

(2)[2][3]力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，因此丙實驗設計的好，此時彈簧測力計的拉力與杠桿垂直，便于測量力臂；

(3)[4]假設每小格長度為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，彈簧測力計豎直向上拉杠桿時，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，彈簧測力計示數(shù)變大；

(5)[8]設一個鉤碼的重力為G，杠桿一個格的長度為l，根據(jù)杠桿平衡條件可知，杠桿右側

F3l3+F2l2=2G×3l+2G×l=8Gl；

杠桿左側

F1l1=4G×2l=8Gl，

F3l3+F2l2=F1l1．

(6)[9]根據(jù)圖示可知，將鉤碼移動到B點時，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，提升相同高度，有用功相同，彈簧測力計豎直移動的距離不同，B點時杠桿上升的高度小些，做的額外功小些，所以由

η=

可知機械效率變大，即η′＞η．