Question

3．根據(jù)“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)要求，完成下列各題：

（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，杠桿的位置如圖甲所示．小明通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿右端的螺母向右移動(dòng)（左/右），使杠桿在水平位置平衡，然后進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)探究．
（2）要使圖乙中杠桿平衡，應(yīng)在a處掛1個(gè)鉤碼（題中的每個(gè)鉤碼都是相同的）．
（3）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由圖丙的豎直地拉著變成傾斜地拉著，使杠桿在水平位置靜止時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大（變大/不變/變�。�．
（4）有同學(xué)根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如下結(jié)論：動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離．這個(gè)結(jié)論與杠桿的平衡條件不符，原因是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有②（選填序號(hào)：①改變力的大��；②改變力的方向；③改變力的作用點(diǎn)；④多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）．
（5）小明對(duì)原來(lái)裝置進(jìn)行改裝如丁圖，與丙圖比較，同樣用豎直向上的力，將兩個(gè)相同的鉤碼，提升相同的高度，機(jī)械效率高的是丙（丙/丁）圖；若利用丁圖，小明兩次將鉤碼分別掛在A點(diǎn)和C點(diǎn)，使鉤碼上升同樣的高度，那么機(jī)械效率C（A/C/一樣）的高．
（6）在實(shí)驗(yàn)中，多次改變力和力臂的大小主要是為了D，實(shí)驗(yàn)得出杠桿平衡的條件是F₁L₁=F₂L₂
A．減小摩擦                      B．使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確
C．多次測(cè)量取平均值減小誤差      D．獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．

Answer 1

分析 （1）杠桿平衡調(diào)節(jié)原則是：右低將平衡螺母左調(diào)，左低將平衡螺母右調(diào)；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件求出a處掛鉤碼的個(gè)數(shù)；
（3）阻力和阻力臂不變，根據(jù)題意判斷動(dòng)力臂如何變化，然后由平衡條件判斷彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如何變化；
（4）從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離叫動(dòng)力臂；從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂；
（5）通過(guò)比較額外功的大小比較機(jī)械效率高低；
（6）為得出普遍結(jié)論，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂．

解答 解：
（1）杠桿右端高，說(shuō)明水平時(shí)重心在支點(diǎn)左邊，所以應(yīng)將平衡螺母右調(diào)，使重心右移，杠桿才能平衡；
（2）設(shè)杠桿的分度值為L(zhǎng)，一個(gè)鉤碼的重為G，根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，2G×2L=nG×4L，n=1（個(gè)）；
（3）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向左傾斜時(shí)，阻力和阻力臂不變，彈簧測(cè)力計(jì)拉力F的力臂變小，由杠桿平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，可知彈簧測(cè)力計(jì)的拉力變大；
（4）“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動(dòng)力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有改變動(dòng)力或阻力的方向，故②正確；
（5）丙與丁相比，丁要克服更多的額外功，所以丁機(jī)械效率更低，丙的機(jī)械效率更高；
鉤碼在A點(diǎn)，要提高相同的高度，彈簧測(cè)力計(jì)上升的高度更大，克服杠桿的重力做功更多，機(jī)械效率更低，所以在C點(diǎn)時(shí)機(jī)械效率更高；
（6）做多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的目的是：避免實(shí)驗(yàn)的偶然性和結(jié)論的片面性，得出普遍結(jié)論，歸納出物理規(guī)律，故D正確；
杠桿平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂．
故答案為：（1）右；（2）1；（3）變大；（4）②；（5）丙；C；（6）D；F₁L₁=F₂L₂．

點(diǎn)評(píng) 杠桿處于水平位置平衡時(shí)，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變小，力會(huì)變大．同時(shí)，本題還考查了利用杠桿的平衡條件來(lái)對(duì)杠桿的動(dòng)態(tài)平衡情況進(jìn)行分析，是我們應(yīng)該掌握的．