Question

【題目】在探究“杠桿平衡條件”實驗中(每個鉤碼質量相等，杠桿上每小格等距)

(1)將杠桿的中點O掛在支架上后，調節(jié)杠桿兩端螺母使杠桿在水平位置平衡，目的是_____________；

(2)杠桿平衡后，小明同學在圖甲所示的A位置掛上兩個鉤碼，可在B位置掛上_____個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡；

(3)取下B位置的鉤碼，改用彈簧測力計拉杠桿的C點使杠桿在水平位置保持平衡。當彈簧測力計由位置1轉至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡(如圖乙)，測力計示數(shù)將_____________(選填“一直變大”、“一直變小”、“先變大后變小”、“先變小后變大”)；

(4)接著小明把支點選到B點，如圖丙，在A點掛一個鉤碼，在C點掛3個鉤碼，杠桿也恰好水平靜止，她覺得此時不滿足杠桿平衡條件，造成這個問題的原因是_____________；

(5)完成以上實驗后，小明利用杠桿來測量測量杠桿的機械效率。如圖丁，實驗時，豎直向上拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置測力計的示數(shù)F=_____N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機械效率為_______%(結果精確到0.1%)。如果把鉤碼由A移至B，兩次實驗A點豎直移動相同距離，拉力所做的有用功將____，此杠桿的機械效率將________(兩空均選填“變大”、“變小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】消除杠桿自重的影響 3 先變小后變大 沒有消除杠桿自身重力的影響 0.5 66.7% 不變 變大

【解析】

(1)[1]將杠桿的中點O掛在支架上，調節(jié)杠桿兩端螺母使杠桿在水平位置平衡，目的是消除杠桿自重的影響。

(2)[2]設杠桿的一個小格為L，一個鉤碼重為G，因為

所以

解得n＝3，所以在A處掛3個鉤碼。

(3)[3]由圖可知，OC為最長力臂，當彈簧測力計由位置1轉至位置2的過程中，動力臂先變長后變短，而杠桿在水平位置始終保持平衡，根據(jù)杠桿平衡條件可知，測力計示數(shù)將先變小后變大。

(4)[4]把支點選到B點，杠桿的重心在O點，在計算時，由于杠桿自身重力的影響，左邊應有兩個力，故覺得此時不滿足杠桿平衡條件。

(5)[5]完成以上實驗后，小明利用杠桿來測量測量杠桿的機械效率，實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升，由圖知，拉力F＝0.5N。

[6]有用功是

總功是

所以杠桿的機械效率是

[7][8]將鉤碼的懸掛點由A移至B，O、C位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，有用功不變；由于額外功是提升杠桿所做的功，懸掛點由A移至B后，杠桿實際提升的高度變小，所以額外功也變小，則總功變小，所以杠桿的機械效率將變大。