A:某小组研究“杠杆平衡条件”,
(1)当杠杆静止在如图甲所示位置时,处于______(“平衡”或“不平衡”)状态.此时调节两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了______.
(2)实验中改变钩码位置和个数,一般要做三次,其目的是______.
(3)如图乙所示,弹簧测力计在C处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“变小”或“保持不变”),其原因是______.
B:如图丙所示为研究“杠杆机械效率”的装置,每个钩码重为G,O为支点.
(1)将2只钩码挂在B点,在A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,则杠杆的机械效率为η=______.(用物理量的符号表示)
(2)将2只钩码挂在C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度为h2,则弹簧测力计的示数将______(大于/等于/小于)F1.
(3)将3只钩码挂在C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为h2,则与前两次相比,第三次杠杆的机械效率______(最大/最小/三次相等).
网友回答
解:A:(1)杠杆静止在如图甲所示位置,杠杆处于静止状态,所以此时杠杆处于平衡状态;调节杠杆在水平位置平衡,目的是便于从杠杆上测量力臂,同时是为了让杠杆的重心在支点上,可避免杠杆自重的影响;
(2)在多次实验的基础上通过分析才能得出结论,排除偶然性,得到普遍的规律.
(3)杠杆在水平位置平衡,阻力、阻力臂不变,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,动力臂变小,动力变大,所以弹簧测力计示数会变大;
B:(1)有用功为W有=Gh2=2mgh2,总功W总=F1h1,则机械效率的表达式η=×100%=×100%;
(2)钩码的悬挂点在B点时,由杠杠的平衡条件得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;从图中可以看出,由OB到OC,力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大;
(3)因为第一次与第二次的有用功相等,并且第二次的额外功小,因为机械效率等于有用功与总功的比值,因此第一次的机械效率小于第二次的机械效率;
将3只钩码悬挂在C点时,物体升高的高度不变,物重增加,由W有=Gh2可得,有用功变大,但杠杆提升的高度与第二次相同,额外功与第二次相同,又因为机械效率等于有用功与总功的比值,因此第三次的机械效率大于第二次的机械效率.
综上所述,第三次的机械效率最大.
故