Question

在“研究杠桿平衡條件及機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中：

（1）實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖甲所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端的螺母A向______調(diào)（填“左”或“右”）．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)圖乙所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將右邊的鉤碼向右移動(dòng)______格．
（3）圖乙中杠桿水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時(shí)加一個(gè)相同的鉤碼，這時(shí)杠桿將______．（填“保持水平平衡”、“順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”或“逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”）
（4）如圖丙所示的案秤是個(gè)不等臂杠桿，根據(jù)杠桿的平衡條件，如果案秤內(nèi)放一物體平衡時(shí)砝碼重F₁______貨物重F₂．（填大于/等于/小于）
（5）如圖丁所示，利用此實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率．實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升．
實(shí)驗(yàn)中，鉤碼總重G為1.0N，若將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為______N，鉤碼上升高度h為0.1m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s為0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為______%．

Answer 1

解：（1）由甲圖知，左端下沉，右端上翹．根據(jù)杠桿的平衡條件，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將左端的平衡螺母A向右調(diào)節(jié)；
（2）設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿上一小格為L(zhǎng)，利用杠桿的平衡條件計(jì)算，2G×3L=1G×L₁，所以L₁=6L，原來右邊鉤碼在4L處，所以應(yīng)將右邊的鉤碼向右移動(dòng)2格；
（3）將圖乙中的杠桿調(diào)節(jié)水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時(shí)增加一個(gè)相同的鉤碼，3G×3L＜2G×6L，即右邊的力和力臂的乘積大于左邊的力和力臂的乘積，杠桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)．
（4）圖丙中案秤是一個(gè)不等臂杠桿，動(dòng)力臂要遠(yuǎn)大于阻力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，碼重F₁小于貨物重F₂；
（5）圖丁中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N．
在實(shí)驗(yàn)過程中，有用功是：W_有用=Gh=1N×0.1m=0.1J，
總功是：W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，
所以杠桿的機(jī)械效率是：η=×100%=×100%≈66.7%．
故答案為：（1）右；（2）2；（3）順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；（4）小于；（5）0.5；66.7．
分析：（1）根據(jù)杠桿的平衡條件可知，杠桿傾斜時(shí)，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)．
（2）利用杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂計(jì)算出右邊的鉤碼所掛的位置；然后與現(xiàn)在的位置右邊4格作比較，得出鉤碼應(yīng)向右移動(dòng)的格數(shù)
（3）杠桿是否平衡，取決于F₁L₁與F₂L₂的乘積，若F₁L₁=F₂L₂，杠桿平衡；若F₁L₁≠F₂L₂，杠桿就不平衡，會(huì)沿FL的值大的F的方向轉(zhuǎn)動(dòng)．
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂來解答此題；
（5）對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，需看清彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，然后根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù)；在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η=來計(jì)算．
點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是杠桿平衡條件的探究和應(yīng)用，只有充分理解了杠桿的平衡條件，就能容易的解答此類題目．同時(shí)考查杠桿機(jī)械效率的測(cè)量，把握有用功、總功的計(jì)算公式，明確機(jī)械效率的表達(dá)式和杠桿的平衡條件是關(guān)鍵．