Question

18．小明利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿“探究杠桿的平衡條件”，如圖所示，每個鉤碼重為0.5N．
（1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，應向左端調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
（2）在A點懸掛兩個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，需在B點懸掛3個鉤碼．
（3）取走懸掛在B點的鉤碼，改用彈簧測力計在C點豎直向上拉，使杠桿水平位置平衡．若改變彈簧測力計拉力的方向，使之斜向左上方，杠桿仍然在水平位置平衡，則測力計的讀數(shù)將變大（變大/變小/不變），原因是阻力和阻力臂不變，而動力臂變�。�
（4）小明利用此杠桿用1.6N的拉力將四個鉤碼勻速升高18cm，拉力方向移動的距離為25cm，杠桿的機械效率為90%，產(chǎn)生額外功的原因是克服摩擦做功．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時，平衡螺母向上翹的一端移動；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件求出B點的力；
（3）根據(jù)杠桿平衡條件可知，阻力和阻力臂不變時，動力臂減小，動力增大；
（4）在實驗中，彈簧測力計向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；杠桿的機械效率可以根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$來計算．

解答 解：（1）杠桿右端稍低，左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動．
（2）一個鉤碼的重是0.5N，設杠桿一個小格是L，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_B×2L，F(xiàn)_B=1.5N，即在B處掛3個鉤碼．
（3）如改變彈簧測力計拉力的方向，使之斜向左上方，阻力和阻力臂不變，動力臂減小，動力要增大，所以彈簧測力計示數(shù)變大，才能使杠桿仍然水平平衡．
（4）杠桿的機械效率是：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×18cm}{1.6N×25cm}$×100%=90%；利用杠桿提升物體時，克服摩擦做額外功．
故答案為：（1）左；（2）3；（3）變大；阻力和阻力臂不變，而動力臂變�。唬�4）90%；克服摩擦做功．

點評 本題考查了杠桿平衡的調(diào)節(jié)和平衡條件的應用；要明確探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，便于測量力臂大小，杠桿的重心通過支點，消除杠桿重對杠桿平衡的影響，使實驗簡單化，便于探究．