题目内容

【题目】在探究“杠杆平衡条件”实验中:(每个钩码质量相等,杠杆上每小格等距)

(1)将杠杆的中点O挂在支架上,调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是_________。

(2)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上_____个钩码,使杠杆在水平位置平衡。

(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,使杠杆在水平位置保持平衡。当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数将____________。

(4)接着小英把支点选到B点,如图丙,在A点挂一个钩码,在E点挂3个钩码,杠杆也恰好水平静止,她觉得此时不满足杠杆平衡条件,小英的问题在于__________。

(5)完成以上实验后,小英利用杠杆来测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中,将杠杆拉至图丁中虚线位置,测力计的示数F=_____N,钩码总重G为1.0N,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_____%(结果精确到0.1%)。其他条件不变,如果把钩码由A移至B,O、C位置不变,此杠杆的机械效率将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

【答案】消除杠杆自重的影响 3 先变小后变大 没有消除杠杆自重的影响 匀速 0.5 66.7% 变大

【解析】

(1) 将杠杆的中点O挂在支架上,调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是消除杠杆自重的影响。(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,因为,F1l1=F2l2,所以,2G×3L=nG×2L,所以,n=3,所以在A处挂3个钩码。(3)由图可知,OC为最长力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将先变小后变大。(4)把支点选到B点,杠杆的重心在O点,在计算时,由于杠杆自身重力的影响,左边应有两个力,故觉得此时不满足杠杆平衡条件;(5)完成以上实验后,小英利用杠杆来测量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,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.由图知,拉力F=.05N,有用功是:W有用=Gh=1.0N×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=×100%=×100%=66.7%.将钩码的悬挂点由A移至B,O、C位置不变,仍将钩码提升相同的高度,有用功不变;由于额外功是提升杠杆所做的功,悬挂点由A移至B后,杠杆实际提升的高度变小,所以额外功也变小,则总功变小,所以杠杆的机械效率将变大.

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