题目内容
【题目】在探究“杠杆平衡条件”的实验中:
(1)没挂钩码的杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节。
(2)如图甲所示,小明在杠杆左边A处挂了4个1N的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂了6个重0.5N的钩码,使杠杆在水平位置平衡,小明根据这次试验得出结论“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。小明实验中的不妥之处是_____
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当保持杠杆水平平衡,把弹簧测力计逐渐向右倾斜时,小明发现弹簧测力计的示数将逐渐变大,拉力变大的原因_____。
(4)图乙和图丙中的杠杆都处于静止状态,弹簧测力计竖直向上的拉力分别为F乙和F丙,则F乙_____F丙.(选填“>”、“=”或“<”,设杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的重心,不计支点处摩擦)
(5)继续研究杠杆的机械效率,如图丁所示,用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在B悬挂总重为G的钩码,弹簧测力计在A点施加竖直向上的拉力F,使杠杆缓慢匀速上升,用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2;则①杠杆机械效率的表达式为_____(用测量的物理量符号表示)
②若只将测力计的作用点由点A移至C点,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,不计摩擦,杠杆的机械效率将_____(选填“变大”、“变小”或“不变)
(6)如图戊所示为家庭电路常用的两种墙壁开关,其按钮可绕面板内的轴转动。根据你的生活经验,你认为_____较易损坏,这是因为按动这种开关的_____较小,按动需要的力较大。
【答案】左 实验次数太少,结论可能有偶然性 拉力的力臂变短 = η= 不变 1 力臂
【解析】
(1)杠杆的左端高说明左端轻,因此应将杠杆右端的平衡螺母向左调节;
(2)实验次数太少可能导致实验结论错误,因此小明实验次数太少,结论可能有偶然性;
(3)当保持杠杆水平平衡,把弹簧测力计逐渐向右倾斜时,动力臂会逐渐减小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知拉力变大;
(4)当杠杆在水平位置平衡时,,当杠杆倾斜平衡时,如图所示:
动力臂是OD,阻力臂是OE,,因为△OAE≈△OCD,所以,那么F乙=F丙;
(5)①由题知,在图丁中,测力计在A点施加竖直向上的拉力F,使杠杆缓慢匀速上升,用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2;
克服钩码重力做的是有用功W有=Gh2,总功是W总=Fh1,
杠杆的机械效率为:η==;
②将测力计的作用点由点A移至C点,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,这时有用功和总功都不变,因此机械效率不变;
(6)如图戊所示为家庭电路常用的两种墙壁开关,其按钮可绕面板内某轴转动,图1中开关动力臂较小,按动需要的力较大,较易损坏。