Question

5．在”研究杠桿平衡條件”和”斜面”實(shí)驗(yàn)中

（1）實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖1甲所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，可以將將杠桿右端的螺母向右調(diào)．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)圖1乙所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將左邊的鉤碼向右移動(dòng)1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2個(gè)相同的鉤碼，這時(shí)杠桿將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（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）本實(shí)驗(yàn)中需要將杠桿調(diào)節(jié)至水平平衡，這有什么好處便于測(cè)量力臂
（5）如果在乙圖中選用A點(diǎn)作為支點(diǎn)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論會(huì)有偏差，原因是杠桿自身重力對(duì)杠桿平衡的影響
（6）如圖2，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)谔骄俊毙泵娴臋C(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，斜面高度為h，木塊重力為G，用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊移動(dòng)距離S，物塊所受的拉力F，物塊所受的摩擦力f．
（一）使用斜面所做總功為Fs，額外功為Fs-Gh
（二）請(qǐng)問物塊所受的拉力F大于物塊所受的摩擦力f，請(qǐng)說明你的判斷方法實(shí)驗(yàn)過程中，用彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F要同時(shí)克服摩擦力f和物體的一部分重力，因此屬多力平衡；
根據(jù)W_總=W_有+W_額，W_額小于W_總，即fS小于FS，斜面的長(zhǎng)S相同，所以f＜F．．

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡條件之前首先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，螺母向上翹的一端移動(dòng)；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件判斷鉤碼移動(dòng)的格數(shù)；
（3）杠桿是否平衡，取決于兩邊力和力臂的乘積是否相等，若F₁L₁=F₂L₂，杠桿平衡；若F₁L₁≠F₂L₂，杠桿就不平衡，會(huì)沿力和力臂成積大的F的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；
（4）使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于在杠桿上測(cè)量力臂．
（5）考慮杠桿自身重力的影響；
（6）（一）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功；
（二）實(shí)驗(yàn)過程中，用彈簧測(cè)力計(jì)拉物體在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F除克服摩擦力f外還要克服一部分物體的重力，根據(jù)W=Fs分析總功和額外功的大小即可得出答案．

解答 解：（1）圖甲中杠桿右端上翹，螺母向右端移動(dòng)；
（2）設(shè)一鉤碼重為G，杠桿上一格為L(zhǎng)，根據(jù)杠桿平衡條件F₁l₁=F₂l₂可得：2G×nL=G×4L，解得n=2，所以左邊的鉤碼應(yīng)向右移動(dòng)L，即左邊的鉤碼向右移動(dòng)1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)增加兩個(gè)相同的鉤碼，由杠桿平衡條件可知，4G×2L＜3G×4L，即右邊的力和力臂的乘積大于左邊的力和力臂的乘積，杠桿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)．
（4）杠桿在水平位置平衡，好處是便于測(cè)量力臂；
（5）在乙圖中選用A點(diǎn)作為支點(diǎn)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論會(huì)有偏差，原因是杠桿自身重力對(duì)杠桿平衡的影響；
（6）（一）使用斜面所做總功為：W_總=Fs，W_有用=Gh，W_額=W_總-W_有用=Fs-Gh；
（二）物塊所受的拉力F大于物塊所受的摩擦力f； 判斷方法：實(shí)驗(yàn)過程中，用彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F要同時(shí)克服摩擦力f和物體的一部分重力，因此屬多力平衡；
根據(jù)W_總=W_有+W_額，W_額小于W_總，即fS小于FS，斜面的長(zhǎng)S相同，所以f＜F．
故答案為：（1）右；（2）右；1；（3）順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；（4）便于測(cè)量力臂；（5）杠桿自身重力對(duì)杠桿平衡的影響；（6）（一）Fs；Fs-Gh；（二）大于；實(shí)驗(yàn)過程中，用彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F要同時(shí)克服摩擦力f和物體的一部分重力，因此屬多力平衡；根據(jù)W_總=W_有+W_額，W_額小于W_總，即fS小于FS，斜面的長(zhǎng)S相同，所以f＜F．

點(diǎn)評(píng) 本題考查杠桿機(jī)械效率的測(cè)量，把握有用功、總功的計(jì)算方式，還考查斜面的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)．