Question

小明探究杠杆的平衡条件：

(1)实验前需要调节杠杆在水平位置平衡，目的是____________；

(2)如图甲所示，杠杆刻度均匀，在A点挂3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；当杠杆平衡后，将A、B两点所挂的钩码同时向远离支点O的方向各移动一小格，则杠杆的________（选填“左”或“右”）端将下沉；

(3)如图乙所示，在A点挂一定数量的钩码，用弹簧测力计在C点斜向上拉，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图乙所示，已知每个钩码重0.25 N，则在A点应挂________个钩码；

(4)小明用如图丙所示的实验装置继续测量“杠杆的机械效率”。实验时，将2个钩码挂在杠杆D处（在杆长的位置），用竖直向上的力F匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计示数为0.2 N，在匀速提升钩码时杠杆的机械效率为__________（百分数保留一位小数）。若将钩码移动到E点，在匀速提升时杠杆的机械效率将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

Answer

便于测量力臂 6 右 3 83.3% 增大

【解析】

(1)调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂；(2)根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，3G×4L＝F2×2L，故应在支点右侧B点挂6个钩码；将A、B两点所挂的钩码同时向远离支点O的方向各移动一小格，则杠杆支点左侧的F1L1＝3G×5L＝15GL，支点右侧的F2L2＝6G×3L＝18GL，F1L1＜F2L2，故杠杆右端将下沉；(3)如图乙所示，用弹簧测力计在C点斜向上拉时，力臂为3格的距离，C点的F1L1＝1 N×3，杠杆在水平位置平衡，A点的F2L2＝F2×4，可知F2＝0.75 N，每个钩码重0.25 N，故在A点应挂3个钩码；(4)根据机械效率表达式：η＝×100%＝×100%＝×100%≈83.3%；若将钩码移动到E点，在匀速提升时克服杠杆自重上升高度减小，额外功减小，故杠杆的机械效率将增大。