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某班同学利用杠杆做了以下的实验: A:“探究杠杆的平衡条件” (1)当杆杠静止在...

某班同学利用杠杆做了以下的实验:

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A:“探究杠杆的平衡条件”

(1)当杆杠静止在图甲所示的位置时,杆杠处于      (选填“平衡”或“不平衡”)状态;如图甲中,应将右端的平衡螺母向      (选填“左”或“右”)调节使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了     

(2)小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1L1≠F2L2,其原因是:     

B:“探究杠杆的机械效率”

如图丙所示装置,每个钩码的质量为m,O为支点.(支点处摩擦忽略不计)

(1)他将2只钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F1,测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2,则此次杠杆的机械效率为η=        .(用物理量的符号表示)

(2)他将2只钩码悬挂在C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为h2,则弹簧测力计的示数将      (选填“大于”、“等于”或“小于”下同)F1,此次弹簧测力计做的功将      第一次做的功.

 

A:“探究杠杆的平衡条件” (1)平衡;右;便于测量力臂,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;(2)把L1当成了F1的力臂; B:“探究杠杆的机械效率” (1)×100%;(2)大于;小于. 【解析】 试题分析:A:(1)①杠杆静止时或杠杆匀速转动时,杠杆处于平衡状态; ②使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小,杠杆的重心通过支点,消除杠杆重对杠杆平衡的影响,使实验简单化,便于探究; (2)由图可见,拉力F1的方向与杠杆不垂直,因此力臂不等于支点到力的作用点的距离的,只有拉力方向与杠杆垂直时,拉力的力臂才等于支点到动力作用点的距离; B:(1)使用杠杆克服钩码的重力做功,有用功等于克服钩码重力做的功,总功等于弹簧测力计的拉力做的功,机械效率等于有用功和总功的比值; (2)从图中可以看出,将2只钩码悬挂在C点时,重力的力臂大于在B点重力的力臂,而动力臂不变,根据杠杆平衡的条件可知弹簧测力计的示数的变化情况,再分析有用功和额外功的变化,根据总功等于有用功和额外功之和得出弹簧测力计做功的变化情况. 【解析】 A:(1)杠杆静止时,杠杆处于平衡状态;使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,杠杆重心通过支点,可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响; (2)图中,拉力F1的方向与水平杠杆不垂直,只有力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂,所以小明会得出错误的结论; B:(1)有用功为W有=Gh2=2mgh2,总功W总=F1h1,则机械效率的表达式η=×100%=×100%. (2)钩码的悬挂点在B点时,由杠杠的平衡条件得F1•OA=G•OB;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得F2•OA=G•OC;从图中可以看出,由OB到OC力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大,有用功不变,但杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功. 故答案为:A:“探究杠杆的平衡条件” (1)平衡;右;便于测量力臂,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;(2)把L1当成了F1的力臂; B:“探究杠杆的机械效率” (1)×100%;(2)大于;小于. 【点评】本题考查了杠杆平衡的条件,在实验中我们应首先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以便直接读出力臂;用弹簧测力计时,应注意竖直方向拉动测力计;杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂.  
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