Question

12．實驗一：小明實驗小組“探究杠桿的平衡條件”：
（1）實驗開始時，杠桿的位置如圖一甲所示．小明同學(xué)想要通過調(diào)節(jié)杠桿右端的螺母，使杠桿在水平位置平衡，則調(diào)節(jié)時應(yīng)使右端的螺母向右移動（選填“左”或“右”）
（2）圖一乙中要是杠桿平衡，應(yīng)在a處掛1個鉤碼；
（3）當(dāng)彈簧測力計由圖一丙的豎直地拉著變成傾斜地拉著，使杠桿在水平位置靜止時，彈簧測力計的示數(shù)將變大（選填“變大”、“不變”或“變小”）．
實驗二：在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，小紅實驗小組用如圖二所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

次　 數(shù)	鉤碼重/N	鉤碼上升 的距離/cm	彈簧測力計 的示數(shù)/N	彈簧測力計 上升的距離/cm	機械效率
第1次	2	5	1	15	66.7%
第2次	4	5	1.7	15
第3次	6	5		15	83.3%

（1）在實驗操作中應(yīng)該使鉤碼緩慢（選填“快速”或“緩慢”）上升；
（2）進(jìn)行第2次測量時滑輪組的機械效率約為78.4%（保留三位有效數(shù)字）；
（3）進(jìn)行第3次測量時，彈簧測力計示數(shù)為2.4N，滑輪組做的有用功是0.3J；
（4）分析實驗數(shù)據(jù)，實驗小組得出的實驗結(jié)論是：滑輪組的機械效率與物重（或鉤碼重）有關(guān)．

Answer 1

分析 實驗一：（1）杠桿平衡調(diào)節(jié)原則是：右低將平衡螺母左調(diào)，左低將平衡螺母右調(diào)．
（2）根據(jù)杠桿平衡條件求出a處掛鉤碼的個數(shù)．
（3）阻力和阻力臂不變，根據(jù)題意判斷動力臂如何變化，然后由平衡條件判斷彈簧測力計示數(shù)如何變化．
實驗二：（1）在實驗中要向上緩慢、勻速拉動測力計．
（2）掌握機械效率的概念，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$．
（3）根據(jù)W_有用=Gh計算有用功；根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$得，計算彈簧測力計的示數(shù)．
（4）在分析數(shù)據(jù)時，要注意機械效率的變化是由哪個物理量的變化引起的，從而得出結(jié)論．

解答 解：實驗一：（1）杠桿右端高，說明水平時重心在支點左邊，所以應(yīng)將平衡螺母右調(diào)，使重心右移，杠桿才能平衡．
（2）設(shè)杠桿的分度值為L，一個鉤碼的重為G，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，2G×2L=nG×4L，解得，n=1（個）．
（3）當(dāng)彈簧測力計逐漸向左傾斜時，阻力和阻力臂不變，彈簧測力計拉力F的力臂變小，由杠桿平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，可知彈簧測力計的拉力變大．
實驗二：（1）在實驗過程中，應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計．
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×5×1{0}^{-2}m}{1.7N×15×1{0}^{-2}m}$×100%≈78.4%．
（3）第三次實驗中：W_有用=Gh=6N×5×10^-2m=0.3J；
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$得，
$\frac{6N×5×1{0}^{-2}m}{{F}_{2}×15×1{0}^{-2}m}$=83.3%，
彈簧測力計的示數(shù)F₂≈2.4N．
（4）從實驗數(shù)據(jù)看，鉤碼上升的高度無規(guī)律的變化，所以機械效率不斷增大不是由于被提升高度的變化而引起的．
鉤碼重不斷增大，機械效率不斷提高．所以可以看出增大被提升物體的重力可以提高滑輪組的機械效率．
故答案為：
實驗一：（1）右；（2）1；（3）變大；
實驗二：（1）緩慢；（2）78.4%；（3）2.4；0.3；（4）物重（或鉤碼重）．

點評 實驗一：杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變小，力會變大．同時，本題還考查了利用杠桿的平衡條件來對杠桿的動態(tài)平衡情況進(jìn)行分析，是我們應(yīng)該掌握的．
實驗二：此題是測量滑輪組的機械效率，主要考查了有關(guān)機械效率的計算及影響滑輪組機械效率的因素，要理解并熟記．