Question

在“研究杠杆平衡条件及机械效率”实验中：

（1）实验前出现图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母A向

右

调（填“左”或“右”）．
（2）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向右移动

2

格．
（3）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将

顺时针转动

．（填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”）
（4）如图丙所示的案秤是个不等臂杠杆，根据杠杆的平衡条件，如果案秤内放一物体平衡时砝码重F₁

小于

货物重F₂．（填大于/等于/小于）
（5）如图丁所示，利用此实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升．
实验中，钩码总重G为1.0N，若将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为

0.5

N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为

66.7

%．

Answer 1

分析：（1）根据杠杆的平衡条件可知，杠杆倾斜时，杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端，左、右两端的螺母（或一端的螺母）要向杠杆上翘的一端调节．
（2）利用杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂计算出右边的钩码所挂的位置；然后与现在的位置右边4格作比较，得出钩码应向右移动的格数
（3）杠杆是否平衡，取决于F₁L₁与F₂L₂的乘积，若F₁L₁=F₂L₂，杠杆平衡；若F₁L₁≠F₂L₂，杠杆就不平衡，会沿FL的值大的F的方向转动．
（4）根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂来解答此题；
（5）对弹簧测力计进行读数时，需看清弹簧测力计的分度值，然后根据指针位置进行读数；在实验中，弹簧测力计向上拉力做的功是总功，克服钩码重力做的功是有用功，杠杆的机械效率可以根据公式η=

W有用

W总

来计算．

解答：解：（1）由甲图知，左端下沉，右端上翘．根据杠杆的平衡条件，为了使它在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母A向右调节；
（2）设一个钩码重为G，杠杆上一小格为L，利用杠杆的平衡条件计算，2G×3L=1G×L₁，所以L₁=6L，原来右边钩码在4L处，所以应将右边的钩码向右移动2格；
（3）将图乙中的杠杆调节水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时增加一个相同的钩码，3G×3L＜2G×6L，即右边的力和力臂的乘积大于左边的力和力臂的乘积，杠杆沿顺时针方向转动．
（4）图丙中案秤是一个不等臂杠杆，动力臂要远大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，码重F₁小于货物重F₂；
（5）图丁中弹簧测力计的分度值是0.1N，所以它的示数是0.5N．
在实验过程中，有用功是：W_有用=Gh=1N×0.1m=0.1J，
总功是：W_总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，
所以杠杆的机械效率是：η=

W有用

W总

×100%=

0.1J

0.15J

×100%≈66.7%．
故答案为：（1）右；（2）2；（3）顺时针转动；（4）小于；（5）0.5；66.7．

点评：此题主要考查的是杠杆平衡条件的探究和应用，只有充分理解了杠杆的平衡条件，就能容易的解答此类题目．同时考查杠杆机械效率的测量，把握有用功、总功的计算公式，明确机械效率的表达式和杠杆的平衡条件是关键．