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某班同学利用杠杆做了以下的实验:A:“探究杠杆的平衡条件”(1)当杠杆静止在图甲所示的位置时,杠杆处于(“平衡”或“平平衡”)状态;如图甲中,应将右端的平衡螺母向(
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某班同学利用杠杆做了以下的实验:
A:“探究杠杆的平衡条件”
(1)当杠杆静止在图甲所示的位置时,杠杆处于___(“平衡”或“平平衡”)状态;
如图甲中,应将右端的平衡螺母向___(“左”或“右”)调节使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了___.
(2)小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1L1≠F2L2,其原因是:___.
(3)用绳子拴住一根粗细不同的大树某处,静止后大树水平平衡,如图丙所示.现将大树从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段,根据图丙可判断GA___ GB (选填“>”、“<”或“=”).
B:“探究杠杆的机械效率”如图丁所示装置,O为支点.(支点处摩擦忽略不计)
(4)他将钩码悬挂在B点总质量为M,在B点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F1,测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2,则此次杠杆的机械效率为ŋ___.(用物理量的符号表示)
(5)若只将钩码的悬挂点由A移至C,而O、B位置不变,仍将B点提升相同的高度,则杠杆的机械效率将___(选填“变大”、“变小”或“不变”).试说明理由:___.
A:“探究杠杆的平衡条件”
(1)当杠杆静止在图甲所示的位置时,杠杆处于___(“平衡”或“平平衡”)状态;
如图甲中,应将右端的平衡螺母向___(“左”或“右”)调节使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了___.
(2)小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1L1≠F2L2,其原因是:___.
(3)用绳子拴住一根粗细不同的大树某处,静止后大树水平平衡,如图丙所示.现将大树从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段,根据图丙可判断GA___ GB (选填“>”、“<”或“=”).
B:“探究杠杆的机械效率”如图丁所示装置,O为支点.(支点处摩擦忽略不计)
(4)他将钩码悬挂在B点总质量为M,在B点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F1,测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2,则此次杠杆的机械效率为ŋ___.(用物理量的符号表示)
(5)若只将钩码的悬挂点由A移至C,而O、B位置不变,仍将B点提升相同的高度,则杠杆的机械效率将___(选填“变大”、“变小”或“不变”).试说明理由:___.
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答案和解析
A:(1)杠杆静止时,杠杆处于平衡状态;图甲中,杠杆右高左低,应将右端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,杠杆重心通过支点,可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,便于测量力臂;
(2)图中,拉力F1的方向与水平杠杆不垂直,只有力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂,所以小明会得出错误的结论;
(3)将大树以悬挂点点O分为左右两部分;
根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,由题意可得:G左L左=G右L右,
因物体的重心在物体的几何中心,则杠杆示意图如图:
由图知:L左右,所以G左>G右;即GA>GB.
B:(1)有用功为W有=Gh1=Mgh1,总功W总=F1h2,则机械效率的表达式η=
×100%=
×100%;
(2)钩码的悬挂点在B点时,由杠杠平衡条件得F1•OA=G•OB;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得F2•OA=G•OC;从图可知,OB<OC,阻力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大;
仍将B点提升相同的高度,故总功变大,但杠杆提升的高度不变,额外功不变,有用功变小,故此次杠杆的机械效率变小,即η′<η.
故答案为:(1)平衡;右;消除杠杆重对杠杆平衡的影响,便于测量力臂;(2)L1不是F1的力臂;(3)>;(4)
;(5)变小;总功变大,但杠杆提升的高度不变,额外功不变,有用功变小,故此次杠杆的机械效率变小.
(2)图中,拉力F1的方向与水平杠杆不垂直,只有力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂,所以小明会得出错误的结论;
(3)将大树以悬挂点点O分为左右两部分;
根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,由题意可得:G左L左=G右L右,
因物体的重心在物体的几何中心,则杠杆示意图如图:
由图知:L左
B:(1)有用功为W有=Gh1=Mgh1,总功W总=F1h2,则机械效率的表达式η=
W有用 |
W总 |
Mgh1 |
F1h2 |
(2)钩码的悬挂点在B点时,由杠杠平衡条件得F1•OA=G•OB;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得F2•OA=G•OC;从图可知,OB<OC,阻力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大;
仍将B点提升相同的高度,故总功变大,但杠杆提升的高度不变,额外功不变,有用功变小,故此次杠杆的机械效率变小,即η′<η.
故答案为:(1)平衡;右;消除杠杆重对杠杆平衡的影响,便于测量力臂;(2)L1不是F1的力臂;(3)>;(4)
Mgh1 |
F1h2 |
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