Question

【題目】小明在探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端低左端高，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向_________調(diào)節(jié)；

（2）如圖甲所示，在杠桿左邊A處掛四個(gè)相同鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在杠桿右邊B處掛同樣鉤碼_________個(gè)；

（3）如圖乙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將_________（變大/變小/不變），其原因是_________；

（4）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，如圖丙所示的杠桿已達(dá)到平衡。當(dāng)杠桿由圖乙的位置變成圖丙的位置時(shí)，彈簧秤的示數(shù)將_________（填“變大”、“變小”或“不變”），設(shè)杠桿質(zhì)地均勻，支點(diǎn)恰好在杠桿的中心，并且不計(jì)支點(diǎn)處摩擦；

（5）小明繼續(xù)研究杠桿的機(jī)械效率，他們用輕繩懸掛杠桿一端的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，在B點(diǎn)用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在A點(diǎn)用輕繩豎直懸掛一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力F，裝置如圖丁所示，使杠桿緩慢勻速上升，用刻度尺分別測(cè)出A、B兩點(diǎn)上升的高度為h1、h2；則：

①杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為η=_________；（用測(cè)量的物理量符號(hào)表示）

②若只將測(cè)力計(jì)的懸掛點(diǎn)由A移至C點(diǎn)，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將_________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】左 3 變大 力臂變小 不變 ×100% 不變

【解析】

(1)[1]杠桿右端低，左端高，平衡螺母向上翹的左端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡；

(2)[2]設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G，杠桿一個(gè)小格代表L，圖甲中，杠桿的左端

B處的力臂為4L，杠桿的右端

解得F2=3G，即在B處掛3個(gè)同樣的鉤碼。

(3)[3][4]如圖乙，彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿時(shí)，拉力力臂為OC，彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)示數(shù)變大。

(4)[5]做實(shí)驗(yàn)時(shí)，如圖丙所示的杠桿已達(dá)到平衡，當(dāng)杠桿由圖乙的位置變成圖丙的位置時(shí)，其動(dòng)力臂、阻力臂的比值是不變的，所以在阻力不變的情況下，動(dòng)力是不變的。

(5)①[6]有用功為

總功

則機(jī)械效率的表達(dá)式

②[7]杠桿提升鉤碼時(shí)，對(duì)鉤碼做有用功，克服杠桿重力做額外功

設(shè)杠桿重心升高的距離為h，所以

G不變，h1不變，G杠不變，F不變；

若只將測(cè)力計(jì)的懸掛點(diǎn)由A移至C點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度不變，杠桿升高的距離h不變，所以

不變，所以

也不變，根據(jù)

分母不變，分子不變，所以η不變。