Question

【題目】小明在探究“杠桿平衡條件”的實驗中：

（1）小明發現杠桿右端低左端高，要使它在水平位置平衡，應將杠桿右端的平衡螺母向_________調節；

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

（3）如圖乙所示，用彈簧測力計在C處豎直向上拉，當彈簧測力計逐漸向右傾斜時，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數將_________（變大/變小/不變），其原因是_________；

（4）做實驗時，如圖丙所示的杠桿已達到平衡。當杠桿由圖乙的位置變成圖丙的位置時，彈簧秤的示數將_________（填“變大”、“變小”或“不變”），設杠桿質地均勻，支點恰好在杠桿的中心，并且不計支點處摩擦；

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

①杠桿機械效率的表達式為η=_________；（用測量的物理量符號表示）

②若只將測力計的懸掛點由A移至C點，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將_________（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，使杠桿在水平位置平衡；

(2)[2]設一個鉤碼的重力為G，杠桿一個小格代表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個同樣的鉤碼。

(3)[3][4]如圖乙，彈簧測力計豎直向上拉杠桿時，拉力力臂為OC，彈簧測力計傾斜拉杠桿，拉力的力臂小于OC，拉力力臂變小，拉力變大，彈簧測力計示數變大。

(4)[5]做實驗時，如圖丙所示的杠桿已達到平衡，當杠桿由圖乙的位置變成圖丙的位置時，其動力臂、阻力臂的比值是不變的，所以在阻力不變的情況下，動力是不變的。

(5)①[6]有用功為

總功

則機械效率的表達式

②[7]杠桿提升鉤碼時，對鉤碼做有用功，克服杠桿重力做額外功

設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；

若只將測力計的懸掛點由A移至C點，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

分母不變，分子不變，所以η不變。