Question

【題目】某班同學利用杠桿做了以下的實驗：

A：“探究杠桿的平衡條件”

（1）當杠桿靜止在圖甲所示的位置時，杠桿處于___________（填“平衡”或“不平衡”）狀態；如圖甲中，應將右端的平衡螺母向_____（填“左”或“右”）調節使杠桿在水平位置平衡，這樣做是為了________________ ；

（2）小明同學用圖乙所示的方法使杠桿處于平衡狀態，測出此時的拉力大小為F1，發現，F1L1≠F2L2,其原因是：__________________．

B：“探究杠桿的機械效率”

如圖丙所示裝置，每個鉤碼的質量為m，O為支點．（支點處摩擦忽略不計）

（3）他將2只鉤碼懸掛在B點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，拉力為F1，測得A、B兩點上升的高度分別為h1、h2，則此次杠桿的機械效率為η=__________ ．（用物理量的符號表示）

（4）他將2只鉤碼懸掛在C點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使C點上升高度仍為h2，則彈簧測力計的示數將_____F1（填“大于”、“等于”或“小于”）。

Answer 1

【答案】 平衡 右 方便測量力臂 力F1的力臂不是圖上的 L1 小于

【解析】A.（1）如圖（甲）杠桿處于靜止狀態，所以杠桿處于平衡狀態．但是杠桿右端上翹，說明左端重，調節右端的平衡螺母時，向右調，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測出力臂大小；

（2）圖乙中拉力的方向與杠桿不垂直，力臂不等于從杠桿標尺刻度上直接讀出的L1，因此F1L1≠F2L2；

B.（3）有用功為W 有 =Gh 2 =2mgh 2 ，總功W 總 =F 1 h 1 ，則機械效率的表達式 ；

（4）將2只鉤碼懸掛在C點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使C點上升高度仍為h2，懸掛點移至C點時，由杠杠的平衡條件得F 1×OA=G×OC；從圖中可以看出，由OB到OC力臂變大，所以彈簧測力計的示數變大，有用功不變，但杠桿提升的高度減小，額外功減小，又因為總功等于額外功與有用功之和，因此此次彈簧測力計做的功將小于第一次做的功；

則彈簧測力計的示數將小于F1。

此題考查了杠桿平衡原理和機械效率。