Question

6．（1）在研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，首先要使杠桿在水平位置平衡，其目的是使杠桿上的刻度能表示力臂（或便于測(cè)量力臂）；小凱用如圖所示的裝置驗(yàn)證杠桿的平衡條件，調(diào)節(jié)右邊鉤碼的個(gè)數(shù)和懸掛位置，使杠桿水平平衡時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁=1.1N，鉤碼對(duì)杠桿的拉力F₂=1.47N，測(cè)得支點(diǎn)O到這兩個(gè)作用點(diǎn)的距離L₁=20cm，L₂=10cm，他將所得數(shù)據(jù)直接代入杠桿平衡條件的公式中，發(fā)現(xiàn)F₁L₁和F₂L₂并不相等，從而認(rèn)為杠桿的平衡條件不一定是F₁L₁=F₂L₂，小凱錯(cuò)誤地方是誤將圖中的L₁看作是F₁的力臂或F₁的力臂測(cè)量錯(cuò)誤．
（2）如圖2所示，在繩子自由端拉力F作用下，重180N的物體以0.2m/s的速度勻速上升，則拉力F的大小為60N，10s內(nèi)繩子自由端上升的高度為6m．[不計(jì)滑輪的重力及繩子與滑輪的摩擦]
（3）如圖3所示的滑輪組中，每個(gè)滑輪的自重為1N，物體G重為4N，不計(jì)繩重和摩擦，當(dāng)滑輪組處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，測(cè)力計(jì)A的示數(shù)為2.5N，測(cè)力計(jì)B的示數(shù)為8.5N．

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
（2）有幾段繩子承擔(dān)滑輪的重，拉力就是物體重力的幾分之一，拉力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的幾倍．
（3）測(cè)力A的位置決定了其示數(shù)應(yīng)是一股繩所應(yīng)承擔(dān)力的�。�一股繩擔(dān)的力是相的根據(jù)置處止?fàn)顟B(tài)，可將這一裝置倒后進(jìn)行分析．

解答 解：（1）杠桿在水平位置平衡后，杠桿上的刻度能表示力臂，（或便于測(cè)量力臂）；
力臂是指從支點(diǎn)到力的作用線的垂線段的長(zhǎng)度，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)傾斜時(shí)L₁不是F的力臂，因此，不滿足杠桿平衡的條件；
（2）該滑輪組有3段繩子承擔(dān)滑輪的重故F=$\frac{G}{3}$=$\frac{180N}{3}$=60N，
10s內(nèi)繩子自由端上升的高度s=3h=3×0.2m/s×10s=6m．
（3）滑輪組承擔(dān)物重G₁=4N+1N=5N，因由2繩承，以測(cè)力A的示數(shù)F₁=$\frac{1}{2}$G₁=$\frac{1}{2}$×5N=2.5N；
將裝置進(jìn)分析可以出有三段繩子共同用于頂端的，再考慮到頂端滑的重力，故測(cè)力計(jì)B示數(shù)F₂=3F₁+G_輪=3×2.5N+1N=8.5N．
故答案：（1）杠桿上的刻度能表示力臂（或便于測(cè)量力臂）；誤將圖中的L₁看作是F₁的力臂或F₁的力臂測(cè)量錯(cuò)誤．
（2）60；6．
（3）2.5；8.5．

點(diǎn)評(píng) 使杠桿在水平位置平衡的目的是為了便于測(cè)量力臂；彈簧測(cè)力計(jì)在拉動(dòng)時(shí)應(yīng)豎直向下拉動(dòng)；在此題的分析中對(duì)力B的分析難點(diǎn)，要明確是哪些對(duì)起了用，以借助倒置法，一定要注意最后再增加一個(gè)滑輪重力．