Question

20．關(guān)于機械的研究
（1）圖甲是探究杠桿平衡條件的實驗裝置．調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡后，在杠桿上的A點掛四個重均為0.5N的鉤碼，用調(diào)好的彈簧測力計豎直向上拉杠桿上的B點，使杠桿水平平衡，測力計的示數(shù)是1N；如果將測力計沿圖中虛線方向拉，仍使杠桿在水平位置平衡，則測力計的示數(shù)將變大變大/不變/變小）．
（2）某同學(xué)利用身邊的塑料直尺和硬幣若干來驗證杠桿平衡的條件，如圖乙所示，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，他測出從支點O到硬幣邊緣的距離作為力臂L1和L2的大小，他測力臂的方法是錯誤的（選填“正確”或“錯誤”）．如果將兩邊的硬幣以相同大小的速度同時做遠離支點的勻速移動，則杠桿右端向下傾斜 （選填“仍平衡”、“左端向下傾斜”或“右端向下傾斜”）
（3）某小組同學(xué)在探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān)時，提出了一些猜想．為了驗證猜想是否正確，該小組同學(xué)們按如圖丙所示的A、B、C、D  四種情形組裝滑輪組．
為了驗證猜想“兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組細線的繞法有關(guān)”，應(yīng)選擇裝配圖中的A、C（或B、D）兩組滑輪組做對比實驗；按裝配圖A、B或圖C、D兩個滑輪組做對比實驗，可以驗證什么猜想？同一滑輪組，其機械效率與滑輪組提升的物重有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）由杠桿平衡條件可算出拉力大�。粡椈蓽y力計斜拉時，拉力力臂變小，拉力變大；
（2）力臂是支點到力的作用線的距離，重力的作用點在幾何中心，故力臂應(yīng)為支點到硬幣的重力作用線的距離；當(dāng)兩邊的硬幣以相同大小的速度同時做遠離支點的勻速移動時，根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，可以判斷；
（3）運用控制變量法，研究與細線繞法時，應(yīng)控制物重相同；當(dāng)繞線方式相同，物重不同時，研究的是機械效率與物重的關(guān)系．

解答 解：
（1）由圖可知，根據(jù)杠桿平衡條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，2N×4格=1N×8格，則拉力大小為1N；彈簧測力計斜拉時，阻力及阻力臂不變，拉力力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件可知拉力變大；
（2）故力臂應(yīng)為支點到硬幣的重力作用線的距離；
原來杠桿平衡，即F₁×L₁=F₂×L₂，且由圖可知L₁＞L₂，F(xiàn)₁＜F₂；
經(jīng)過相同時間后，兩邊硬幣的力臂各增加L，
則左邊力與左邊力臂的乘積F₁×L_左=F₁（L₁+L）=F₁L₁+F₁L
右邊力與右邊力臂的乘積F₂×L_右=F₂（L₂+L）=F₂L₂+F₂L
顯然，右邊力與右邊力臂的乘積大，即杠桿右端向下傾斜；
（3）由運用控制變量法可知，研究與細線繞法時，應(yīng)控制物重相同，故選圖A、C（或B、D）；當(dāng)繞線方式相同，物重不同時，研究的是機械效率與物重的關(guān)系．
故答案為：（1）1；變大；（2）錯誤；右端向下傾斜；（3）A、C（或B、D）；同一滑輪組，其機械效率與滑輪組提升物重的關(guān)系．

點評 本題除考查杠桿平衡條件及運用、控制變量法的運用等基本知識；更突出在試驗中的遇到實際問題，如硬幣重力的力臂如何確定，以及重物由靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)時杠桿平衡問題的探討；再有“驗證什么猜想”與“得到什么結(jié)論”的表述不同，應(yīng)予注意；這些對能力要求較高．