Question

利用带有刻度的均匀杠杆探究“杠杆平衡条件”，实验所用钩码质量均相等.

（1）实验前，杠杆右端偏高，应将两端的平衡螺母向______(左/右)调节。

（2）调节好杠杆平衡后，在A处挂上4个钩码(如图a所示)，为使杠杆在水平位置平衡，应在B处挂_____个钩码。取下钩码，又改用弹簧测力计在B处沿两个方向拉(如图b所示)，小明设计了两种实验方案：第一种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为F₁；第二种弹簧测力计倾斜拉，其读数为F₂．第____（一/二）种实验方案更方便，理由是：_________．两次弹簧测力计读数F₁_________F₂（</=/>）．

（3）在实验中，小明不慎将杠杆右侧的平衡螺母遗失，导致杠杆无法在水平位置平衡，于是他在杠杆上右侧适当位置粘了块橡皮泥后杠杆恰好在水平位置平衡(如图C所示)，此装置__________(能/不能)继续用来完成探究杠杆平衡条件的实验。

（4）小刚用图d装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，测出的数据与小明得出的杠杆平衡条件不相符，其原因是：___________．若只将测力计的悬挂点由A移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

Answer

右 3 一 能从杠杆上直接读力臂 ＜ 能 杠杆存在自重 不变

【解析】

(1)[1]实验前，由于杠杆右端偏高，所以，为了使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向右调节；

(2)[2]设杠杆上一个小格长度为L，一个钩码重为G，由杠杆平衡条件知道，

4G×3L=nG×4L，

解得n=3，即应在B处挂3个钩码；

[3]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，所以，第一种实验方案更方便；

[4]当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，能从杠杆上直接读力臂；

[5]因为第一方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂，根据杠杆的平衡条件知道，在阻力和阻力臂都相同的情况下，动力臂越大的越省力，所以，F1 ＜F2；

(3)[6]根据题意知道，当平衡螺母遗失，粘了橡皮泥后杠杆恰好在水平位置平衡时，则说明测量前杠杆能平衡，故此装置能继续用来完成探究杠杆平衡条件的实验；

(4)[7]小刚用图d装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，测出的数据与小明得出的杠杆平衡条件不相符，其原因是：杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响；

[8]杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，且

W有+W额=W总，

设杠杆重心升高的距离为h，所以，

Gh2 +G杠 h=Fh1 ，

若只将测力计的悬挂点由A移至C点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度不变，杠杆升高的距离h不变，所以，Gh2 +G杠h不变，即Fh1不变。由知道，分母不变，分子不变，所以η不变。