Question

甲、乙两同学做探究杠杆平衡条件的实验，以杠杆中点为支点，如图甲、乙所示。

（1）若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置静止，应将左端的平衡螺母向______调节。

（2）如图甲，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件，这种做法的不足是______。

（3）如图乙，乙同学设计了两种实验方案：第一种测力计沿竖直方向拉，读数为F₁；第二种测力计倾斜拉，读数为F₂。第______（一/二）种实验方案更方便。在同等条件下，两次弹簧测力计读数F₁______（＞/＝/＜）F₂。

（4）乙同学用图丙装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与甲同学得出的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是______。

（5）当利用图丙所示杠杆匀速提升重物到相同高度的过程中，若使弹簧测力计离支点近一点，杠杆的机械效率______（变大/变小/不变，下同）；若使重物离支点近一点，杠杆的机械效率______。（不考虑摩擦）

Answer

左 一次实验具有偶然性 一 ＜ 杠杆自重对实验的影响 不变 变小

【解析】

(1)[1]若杠杆右端低左端高，说明右端偏重，应将平衡螺母向较高的一端调节，即将左边的平衡螺母向左端调节，使杠杆在水平位置平衡；

(2)[2]只根据一次实验的数据总结得出实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；

(3)[3]力臂是支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，若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，因此第一种实验方案更方便；

[4]第二种方案中，弹簧测力计倾斜拉，动力臂减小，根据杠杆的平衡条件，在阻力和阻力臂都相同的情况下，动力臂减小，则动力增大，所以，F1＜F2；

(4)[5]图丙中，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，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大；

(5)[6]不考虑摩擦，杠杆提升物体时，克服物体重力做的功等于有用功，克服杠杆重力做的功等于额外功，使弹簧测力计离支点近一点，物体还升高相同的高度，杠杆升高的距离不变，有用功不变，额外功不变，总功等于有用功和额外功之和，总功不变，由η=可知杠杆的机械效率不变；

[7]若使重物离支点近一点，提升相同高度，有用功相同，杠杆上升的高度变大，因此额外功变大，总功等于有用功和额外功之和，总功变大，由η=可知杠杆的机械效率变小。