【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______(/)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__________(/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),OB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”)。

【答案】 3 能從杠桿上直接讀力臂 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+W=W,

設(shè)杠桿重心升高的距離為h,所以,

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

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