Question

【題目】利用帶有刻度的均勻杠桿探究“杠桿平衡條件”，實(shí)驗(yàn)所用鉤碼質(zhì)量均相等.

（1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿右端偏高，應(yīng)將兩端的平衡螺母向______(左/右)調(diào)節(jié)。

（2）調(diào)節(jié)好杠桿平衡后，在A處掛上4個(gè)鉤碼(如圖a所示)，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在B處掛_____個(gè)鉤碼。取下鉤碼，又改用彈簧測(cè)力計(jì)在B處沿兩個(gè)方向拉(如圖b所示)，小明設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：第一種彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉，其讀數(shù)為F1；第二種彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉，其讀數(shù)為F2．第____（一/二）種實(shí)驗(yàn)方案更方便，理由是：_________．兩次彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F1_________F2（</=/>）．

（3）在實(shí)驗(yàn)中，小明不慎將杠桿右側(cè)的平衡螺母遺失，導(dǎo)致杠桿無法在水平位置平衡，于是他在杠桿上右側(cè)適當(dāng)位置粘了塊橡皮泥后杠桿恰好在水平位置平衡(如圖C所示)，此裝置__________(能/不能)繼續(xù)用來完成探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)。

（4）小剛用圖d裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時(shí)，測(cè)出的數(shù)據(jù)與小明得出的杠桿平衡條件不相符，其原因是：___________．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】右 3 一 能從杠桿上直接讀力臂 ＜ 能 杠桿存在自重 不變

【解析】

(1)[1]實(shí)驗(yàn)前，由于杠桿右端偏高，所以，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；

(2)[2]設(shè)杠桿上一個(gè)小格長度為L，一個(gè)鉤碼重為G，由杠桿平衡條件知道，

4G×3L=nG×4L，

解得n=3，即應(yīng)在B處掛3個(gè)鉤碼；

[3]力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，所以，第一種實(shí)驗(yàn)方案更方便；

[4]當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直，能從杠桿上直接讀力臂；

[5]因?yàn)榈谝环桨傅膭?dòng)力臂要大于第二種方案的動(dòng)力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件知道，在阻力和阻力臂都相同的情況下，動(dòng)力臂越大的越省力，所以，F1 ＜F2；

(3)[6]根據(jù)題意知道，當(dāng)平衡螺母遺失，粘了橡皮泥后杠桿恰好在水平位置平衡時(shí)，則說明測(cè)量前杠桿能平衡，故此裝置能繼續(xù)用來完成探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)；

(4)[7]小剛用圖d裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時(shí)，測(cè)出的數(shù)據(jù)與小明得出的杠桿平衡條件不相符，其原因是：杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響；

[8]杠桿提升鉤碼時(shí)，對(duì)鉤碼做有用功，克服杠桿重做額外功，且

W有+W額=W總，

設(shè)杠桿重心升高的距離為h，所以，

Gh2 +G杠 h=Fh1 ，

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，Gh2 +G杠h不變，即Fh1不變。由知道，分母不變，分子不變，所以η不變。