题目内容
【题目】如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.
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(1)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:FA×OA=FB×OB。他这样得出的结论是否合理?____.为什么?____.
(2)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是:____.
(3)小明用如图丙所示的实验装置继续研究“杠杆的机械效率”。实验时,将总重为G的钩码挂在杠杆A处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h,弹簧测力计的示数为F,其移动的距离为S,则杠杆的机械效率
=____(用题中字母表示)。若将钩码移动到B点,仍将它匀速提升h的高度,则弹簧测力计的示数
____(>/=/<) F,杠杆的机械效率
____(>/=/<)
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【答案】 不合理 一次实验具有偶然性,应多次实验,避免偶然性,寻找普遍规律 杠杆有自重
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【解析】(1)小明便得出了杠杆的平衡条件为:F1L1=F2L2;实验中只有一次实验就总结实验结论,实验结论很具有偶然性,不具有普遍性,因此这样得出的结论不合理.
(2)图乙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大.
(3)杠杆的机械效率:
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(4)根据图示可知,将钩码移动到B点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由F1L1=F2L2可知,动力将增大,即F′>F;将钩码移至B点,提升相同高度,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,B点时杠杆上上升的高度小些,做的额外功小些,所以机械效率变大,即η′>η.
故答案为:(1). 不合理 (2). 一次实验具有偶然性,应多次实验,避免偶然性,寻找普遍规律 (3). 杠杆有自重 (4).
(5). > (6). >