Question

6．（1）在研究杠桿平衡條件的實驗中，首先要使杠桿在水平位置平衡，其目的是使杠桿上的刻度能表示力臂（或便于測量力臂）；小凱用如圖所示的裝置驗證杠桿的平衡條件，調節右邊鉤碼的個數和懸掛位置，使杠桿水平平衡時，讀出彈簧測力計的示數F₁=1.1N，鉤碼對杠桿的拉力F₂=1.47N，測得支點O到這兩個作用點的距離L₁=20cm，L₂=10cm，他將所得數據直接代入杠桿平衡條件的公式中，發現F₁L₁和F₂L₂并不相等，從而認為杠桿的平衡條件不一定是F₁L₁=F₂L₂，小凱錯誤地方是誤將圖中的L₁看作是F₁的力臂或F₁的力臂測量錯誤．
（2）如圖2所示，在繩子自由端拉力F作用下，重180N的物體以0.2m/s的速度勻速上升，則拉力F的大小為60N，10s內繩子自由端上升的高度為6m．[不計滑輪的重力及繩子與滑輪的摩擦]
（3）如圖3所示的滑輪組中，每個滑輪的自重為1N，物體G重為4N，不計繩重和摩擦，當滑輪組處于靜止狀態時，測力計A的示數為2.5N，測力計B的示數為8.5N．

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應首先調節杠桿在水平位置平衡；
（2）有幾段繩子承擔滑輪的重，拉力就是物體重力的幾分之一，拉力移動的距離就是物體移動距離的幾倍．
（3）測力A的位置決定了其示數應是一股繩所應承擔力的小．一股繩擔的力是相的根據置處止狀態，可將這一裝置倒后進行分析．

解答 解：（1）杠桿在水平位置平衡后，杠桿上的刻度能表示力臂，（或便于測量力臂）；
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L₁不是F的力臂，因此，不滿足杠桿平衡的條件；
（2）該滑輪組有3段繩子承擔滑輪的重故F=$\frac{G}{3}$=$\frac{180N}{3}$=60N，
10s內繩子自由端上升的高度s=3h=3×0.2m/s×10s=6m．
（3）滑輪組承擔物重G₁=4N+1N=5N，因由2繩承，以測力A的示數F₁=$\frac{1}{2}$G₁=$\frac{1}{2}$×5N=2.5N；
將裝置進分析可以出有三段繩子共同用于頂端的，再考慮到頂端滑的重力，故測力計B示數F₂=3F₁+G_輪=3×2.5N+1N=8.5N．
故答案：（1）杠桿上的刻度能表示力臂（或便于測量力臂）；誤將圖中的L₁看作是F₁的力臂或F₁的力臂測量錯誤．
（2）60；6．
（3）2.5；8.5．

點評 使杠桿在水平位置平衡的目的是為了便于測量力臂；彈簧測力計在拉動時應豎直向下拉動；在此題的分析中對力B的分析難點，要明確是哪些對起了用，以借助倒置法，一定要注意最后再增加一個滑輪重力．