Question

小明同学在“探究杠杆平衡条件的实验”中：

（1）实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向________调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是________。

（2）如图甲所示，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂________个相同的钩码；

（3）如图乙所示，改用弹簧测力计向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时其示数将________，原因是___________________。

（4）小明查阅资料发现：当杠杆平衡时，所有动力与其力臂乘积之和等于所有阻力与其力臂乘积之和相等，于是他做了如图丙所示的实验，在杠杆左端挂了一个重为G₁的物体，在杠杆右端不同位置分别挂了重为G₂和G₃的物体，并测出相对应的力臂，杠杆仍然在水平位置平衡。请写出此状态下杠杆平衡时的表达式：_________。（答案必须利用丙图给的物理量表示）

（5）学习了机械效率后，如图丁小明使用同一杠杆（质地均匀）采用两种方法将物体A提升相同的高度，在工作过程中方法一和方法二的机械效率分别为和，则______ （“>”、“=”或“<”）。

Answer

右 便于测量力臂 6 变大 F的力臂变小，阻力、阻力臂不变 G1 l1 =G2 l2 +G3 l3 <

【解析】

(1)[1]调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡；

[2]杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；

(2)[3]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，由杠杆的平衡条件知道，FAlA =FB lB ，

即

4G×3L=FB ×2L，

解得FB =6G，所以，需挂6个钩码;

(3)[4][5]保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件，动力变大；

(4)[6]由图丙所示的实验装置知道，在杠杆左端挂了一个重为G1 的物体，在杠杆右端不同位置分别挂了重为G2 和G3 的物体，杠杆仍然在水平位置平衡，由杠杆的平衡条件总结成所有“动力×动力臂”的和等于所有“阻力×阻力臂”的和，所以，此状态下杠杆平衡时的表达式是：

G1 l1 =G2 l2 +G3 l3；

(5)[7]由图知道，使用甲装置提起物体时，拉力做的功包括两部分：克服物重、克服杠杆重力；使用乙装置提起物体时，由于杠杆的重心在O点，所以，拉力做的功只要克服物重即可，由知道，第二种装置的机械效率更高。