题目内容
【题目】某班同学利用杠杆做了以下的实验:
A:“探究杠杆的平衡条件”
(1)当杠杆静止在图甲所示的位置时,杠杆处于___________(填“平衡”或“不平衡”)状态;如图甲中,应将右端的平衡螺母向_____(填“左”或“右”)调节使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了________________ ;
(2)小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现,F1L1≠F2L2,其原因是:__________________.
B:“探究杠杆的机械效率”
如图丙所示装置,每个钩码的质量为m,O为支点.(支点处摩擦忽略不计)
(3)他将2只钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F1,测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2,则此次杠杆的机械效率为η=__________ .(用物理量的符号表示)
(4)他将2只钩码悬挂在C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为h2,则弹簧测力计的示数将_____F1(填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 平衡 右 方便测量力臂 力F1的力臂不是图上的 L1 小于
【解析】A.(1)如图(甲)杠杆处于静止状态,所以杠杆处于平衡状态.但是杠杆右端上翘,说明左端重,调节右端的平衡螺母时,向右调,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测出力臂大小;
(2)图乙中拉力的方向与杠杆不垂直,力臂不等于从杠杆标尺刻度上直接读出的L1,因此F1L1≠F2L2;
B.(3)有用功为W 有 =Gh 2 =2mgh 2 ,总功W 总 =F 1 h 1 ,则机械效率的表达式 ;
(4)将2只钩码悬挂在C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为h2,悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得F 1×OA=G×OC;从图中可以看出,由OB到OC力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大,有用功不变,但杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功;
则弹簧测力计的示数将小于F1。
此题考查了杠杆平衡原理和机械效率。