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某實驗小組利用如圖所示裝置研究杠桿

 發布時間：2021-05-07 17:00:14

㈠ 某實驗小組利用圖所示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點

（1）有用功為W有=Gh1，總功W總=Fh2，則機械效率的表達式η=

W有用
W總
×100%=
Gh1
Fh2
×100%．
（2）有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，影響機械效率的因素主要是有用功和總功所佔的比例；提升的鉤碼重一定說明有用功一定，所以影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿自身的重力．
（3）將三個相同的鉤碼懸掛在A點勻速提高相同高度時，根據W=Gh可知：W有用1＜W有用2，
∵杠桿的自身重力不變，
∴根據W額=G桿h可知額外功不變，
∵η=
W有用
W總
=
W有用
W有用+W額
；
∴η2＞η1．
（4）鉤碼的懸掛點在A點時，由杠杠的平衡條件得G?OA=F?OB；懸掛點移至C點時，由杠杠的平衡條件得G?OC=F?OB，經對比發現，由OA到OC時力臂變大，所以拉力F也變大，因鉤碼勻速提高相同高度時則杠桿提升的高度減小，所以根據W額=Gh可知額外功減小，因此在有用功相同的條件下，杠桿的機械效率變大，即ηA＜ηC．
（5）由圖可知杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大．
故答案為：（1）
Gh1
Fh2
×100%；（2）杠桿自身的重力；（3）＞；（4）＜；（5）杠桿自重的影響．

㈡ 某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，主要的實驗步驟如下：

前面的兩個空我覺得比較簡單。我就重點說第三個空吧。
機械效率是變大了。
理由是，懸掛點從A點移到C點，杠桿做的有用功Gh1大小沒有變化；但是克服杠桿的重力所做額外功變小了。原因是杠桿向上移動的距離小了。根據公式可知，用用功一定時，額外功越小，機械效率越高，所以答案是變大了。

㈢ 某物理興趣小組的同學，利用如圖所示的裝置，在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件．（1）

（1）杠桿不在水平位置平衡，左端向下傾斜，則重心應向右移動，故應將右端的平衡螺母向右調節；實驗前使杠桿在水平位置平衡，其目的是杠桿的重心恰好通過支點，消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，同時便於直接從杠桿上讀出力臂；
（2）力臂等於支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來．因此第二組實驗設計的好，此時彈簧測力計的拉力與杠桿垂直，力臂直接從杠桿上直接讀取．
（3）因為表格中第2次實驗F1L1=1×0.02=0.02，而F2L2=0.5×0.01=0.005，所以F1L1≠F2L2，故第2次實驗數據有誤；杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F1L1=F2L2）．
（4）如果實驗次數太少，實驗研究得出結論具有偶然性，不具有普遍性，實驗結論必須在多次試驗的基礎上得出，這樣才能有效地避免實驗結果偶然性出現．
故答案為：（1）右；消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，便於直接從杠桿上讀出力臂；（2）二；能在杠桿上直接讀出力臂；（3）2；F1L1=F2L2；（4）避免實驗結論的偶然性．

㈣ 某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率．保持O點位置不變，豎直向上拉動彈簧測力計使重為G的鉤碼緩慢

（1）有用功為W有=Gh1，總功W總=Fh2，則機械效率的表達式η=

W有用
W總
×100%=
Gh1
Fh2
×100%，故A錯誤，B正確．
（2）由圖示根據杠桿平衡條件可知，在水平位置拉升時：F×OB=G×OC，故C錯誤；
（3）若彈簧測力計始終豎直向上拉，動力臂與阻力臂的比值不變，阻力不變，由杠桿平衡條件可知，測力計示數不變，故D錯誤．
故選B．

㈤ 物理興趣小組的同學，利用如圖所示的裝置，在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件．（1）如

（1）為了方便測量力臂，實驗前，應首先對杠桿進行調節，若發現一端上翹，根據杠桿平衡的條件，將杠桿左、右兩端的螺母向上翹的左端調節或一端的螺母向上翹的右端調節，直至杠桿在水平位置平衡．
（2）分析第3組數據：
F1L1=F2L2，
所以F2=

F1L1
L2
=
3N×5cm
15cm
=1N；
（3）「動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離」，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實驗過程中沒有改變動力或阻力的方向．故選項A、C、D錯誤，選項B正確．
（4）設一個鉤碼重為G，杠桿上一個小格代表L，根據杠桿平衡條件得，杠桿的右端：2G×2L=4GL，
要使杠桿在水平位置平衡，杠桿的左端力和力臂的乘積也應該是4GL，所以在左邊B處第1格處掛4個鉤碼．
（5）當彈簧測力計在圖乙所示的C位置斜向下拉時，力臂變小，即L1＜4L，根據杠桿平衡條件得，2N×2L=F×L1，因為L1＜4L，所以F＞1N；
（6）由圖知，A端較粗，所以A端力臂小於B端力臂，根據杠桿的平衡條件，GALA=GBLB，LA＜LB，所以GA＞GB．
故答案為：（1）右；力臂；（2）1；（3）B；（4）4；（5）大於；（6）＞．

㈥ 如圖所示是某校物理實驗小組探究杠桿平衡條件的實驗裝置．（1）在實驗過程中，第一步是調節杠桿兩端的螺

（1）杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便於測量力臂，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿自重對杠桿平衡的影響．
杠桿在使用前右端低左端高，說明杠桿的左端上翹，左端和右端的平衡螺母都向上翹的左端移動．
（2）杠桿平衡條件F1L1=F2L2得，
實驗1：2N×20cm=1N×L2，所以，L2=40cm．
實驗2：1N×8cm=F2×4cm，所以，F2=2N．如表格：

實驗序號 動力F1/N 動力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 2 20 1 40
2 1 8 2 4
（3）探究實驗得出的結論是F1L1=F2L2．
（4）另一實驗小組的同學只有一次實驗數據，總結的實驗結論很具有偶然性．
（5）進行多次實驗的目的是獲得多組實驗數據，利用多組實驗數據總結的實驗結論具有普遍性．
故答案為：（1）便於測量力臂，同時消除杠桿自重對杠桿平衡的影響；左；左；（2）如上表；（3）F1L1=F2L2；（4）只有一組實驗數據得出的結論很具有偶然性；（5）使實驗結論具有普遍性．

㈦ 某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，

（1）在步驟②中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恆定．
（2）有用功為W有=Gh1，總功W總=Fh2，則機械效率的表達式η=

W有
W總
×100%=
Gh1
Fh2
×100%．
（3）有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，影響機械效率的因素主要是有用功和總功所佔的比例；提升的鉤碼重一定，重物升高的距離一定，說明有用功一定，所以影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿自身的重力．
（4）杠桿提升鉤碼時，對鉤碼做有用功，克服杠桿重做額外功，並且W有+W額=W總；
設杠桿重心升高的距離為h，則有：Gh1+G杠h=Fh2，而G不變，h1不變，G杠不變，鉤碼從A點到C點，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離h變小，
所以Gh1+G杠h變小，所以Fh2也變小；由η=
Gh1
Fh2
可知，杠桿的機械效率變大．
故答案為：（1）勻速豎直向上拉動；（2）
Gh1
Fh2
×100%；（3）杠桿的自重；（4）變大．

㈧ 某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率。保持O點位置不變,豎直向上拉動彈簧測力計使重為G的鉤碼緩慢

B

㈨ 某實驗小組利用如圖所示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支

（1）有用功為W 有 =Gh 1 ，總功W 總 =Fh 2 ，則機械效率的表達式η=
W 有
W 總
×100%=
Gh
Fs
×100%．
（2）有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，影響機械效率的因素主要是有用功和總功所佔的比例；提升的鉤碼重一定說明有用功一定，所以影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿自身的重力，因此要想提高該杠桿機械效率，需減小杠桿自重．
（3）鉤碼的懸掛點在A點時，由杠杠的平衡條件得G?OA=F?OB；懸掛點移至C點時，由杠杠的平衡條件得G?OC=F?OB，經對比發現，由OA到OC力臂變大，所以拉力F也變大，杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此杠桿的機械效率變大．
故答案為：（1）
Gh
Fs
×100%；（3）減小杠桿的自重；（4）變大．

㈩ 在探究杠桿的平衡條件後，某實驗小組用如圖所示的裝置驗證杠桿的平衡條件．調節左邊鉤碼的個數和懸掛位置

（1）力臂是指從支點到力的作用線的垂線段的長度，當彈簧測力計傾斜時OA不是F1的力臂，因此，不滿足杠桿平衡的條件．
（2）設杠桿的一個小格為L，每個鉤碼的重力為G，
如果把左邊的鉤碼去掉一個，左端的力和力臂的乘積是3G×4L，
由圖可知，杠桿的右端的力臂為4L，由杠桿平衡條件可知，所以在杠桿的右端的4格處，掛3個鉤碼，可使杠桿平衡．
故答案為：（1）誤將OA當成了F1的力臂；（2）4；3．

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