Question

15．如圖1所示，A物理興趣小組在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有掛鉤碼時(shí)，若杠桿左端下傾，則應(yīng)將右端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡．
（2）實(shí)驗(yàn)中，用如圖1所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能在水平位置平衡（杠桿上每格等距），此時(shí)使杠桿在水平位置平衡的目的是便于測(cè)量力臂．但老師卻建議大家不要采用這種方式，這主要是因?yàn)樵摲N方式D．
A．一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作                 
B．需要使用太多的鉤碼
C．力臂與杠桿不重合                   
D．力和力臂數(shù)目過(guò)多
（3）圖1中，不改變支點(diǎn)O右側(cè)所掛的兩個(gè)鉤碼及其位置，保持左側(cè)第2格的鉤碼不動(dòng)，將支點(diǎn)O左側(cè)另外兩個(gè)鉤碼改掛到它的下方，杠桿仍可以水平平衡．
如圖2所示，B物理興趣小組在“探究杠桿的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)”時(shí)：
實(shí)驗(yàn)時(shí)，將總重為G的鉤碼掛在杠桿A處，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，鉤碼上升的高度為h，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F，其移動(dòng)的距離為S．
（4）不計(jì)摩擦，若將鉤碼移動(dòng)到B點(diǎn)，仍將它勻速提升h的高度，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F將變大，杠桿的機(jī)械效率η將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）杠桿自身有重力，實(shí)驗(yàn)前先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使其在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過(guò)支點(diǎn)，從而可以不考慮杠桿的重力對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，調(diào)節(jié)方法是“左低右調(diào)，右低左調(diào)”；
（2）杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小，同時(shí)消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響；在初中階段，探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，作用在杠桿上的力只有一個(gè)動(dòng)力和一個(gè)阻力，不探究多個(gè)動(dòng)力或阻力的作用下的杠桿平衡；
（3）根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行判斷；
（4）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$表示出杠桿的機(jī)械效率；根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行分析；通過(guò)分析有用功和額外功的變化得出機(jī)械效率的變化．

解答 解：（1）杠桿左端低右端高，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）使杠桿在水平位置平衡，實(shí)驗(yàn)前使杠桿水平平衡的目的是便于測(cè)量力臂；
實(shí)驗(yàn)中，如圖所示的方式懸掛鉤碼，杠桿平衡是杠桿的左側(cè)在多個(gè)力共同作用的結(jié)果，采用這種方式是不妥當(dāng)?shù)模�這主要是因?yàn)楦軛U的力和力臂數(shù)目過(guò)多，故選D；
（3）設(shè)杠桿一個(gè)小格代表L，一個(gè)鉤碼重為G，
杠桿右端：2G×3L=6GL，
要使杠桿在水平位置平衡，杠桿左端：3G×nL=6GL，
所以，保持左側(cè)第2格的鉤碼不動(dòng)，將左側(cè)另外兩個(gè)鉤碼改掛到它的下方，杠桿仍然可以水平平衡；
（4）根據(jù)圖示可知，將鉤碼移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，阻力和動(dòng)力臂都不變，阻力臂增大，由F₁L₁=F₂L₂可知，動(dòng)力將增大，即F′＞F；
將鉤碼移至B點(diǎn)，提升相同高度，有用功相同，彈簧測(cè)力計(jì)豎直移動(dòng)的距離不同，B點(diǎn)時(shí)杠桿上上升的高度小些，做的額外功小些，所以機(jī)械效率變大，即η′＞η．
故答案為：（1）右；（2）便于測(cè)量力臂；D；（3）2；（4）變大；變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查杠桿的平衡條件，杠桿機(jī)械效率的測(cè)量，把握有用功、總功的計(jì)算方式，明確機(jī)械效率的表達(dá)式和杠桿的平衡條件是關(guān)鍵．