Question

12．關于機械的研究

（1）某同學利用身邊的塑料直尺和硬幣若干來驗證杠桿平衡的條件，如圖甲所示，當杠桿在水平位置平衡時，他測出從支點O到硬幣邊緣的距離作為力臂L₁和L₂的大小，他測力臂的方法是錯誤的（選填“正確”或“錯誤”）．如果將兩邊的硬幣以相同大小的速度同時做遠離支點的勻速移動，則杠桿右端向下傾斜 （選填“仍平衡”、“左端向下傾斜”或“右端向下傾斜”）．
（2）某小組同學在探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關時，提出了一些猜想．為了驗證猜想是否正確，該小組同學們按如圖丙所示的A、B、C、D四種情形組裝滑輪組．
為了驗證猜想“兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組細線的繞法有關”，應選擇裝配圖中的AC或BD兩組滑輪組做對比實驗；按裝配圖A、B或圖C、D兩個滑輪組做對比實驗，可以驗證什么猜想？同一滑輪組，機械效率與物重是否有關．

Answer 1

分析 （1）幾個硬幣放在杠桿上，杠桿在水平位置平衡，幾個硬幣的重心在硬幣平面圓心的直線上，作用在杠桿上的力的作用線通過平面圓的圓心，力臂是從支點到平面圓心的距離．
可以采用極端的方法，兩端硬幣遠離支點移動相同的距離，當杠桿左端的硬幣移動到最左端時，右端硬幣到離右端還有一段距離，杠桿的右端會下沉；
（2）運用控制變量法，研究與細線繞法時，應控制物重相同；當繞線方式相同，物重不同時，研究的是機械效率與物重的關系．

解答 解：
（1）硬幣放在杠桿上，杠桿在水平位置平衡，硬幣作用在杠桿上的力通過硬幣平面圓心，力臂是從最下面平面圓心到支點的距離，所以他測力臂的方法是錯誤的；
如果將兩邊的硬幣以相同速度同時勻速做遠離支點的運動，在相同時間內，左端的硬幣先離開杠桿，右端的硬幣仍然在杠桿上，杠桿會向右傾斜；
（2）由運用控制變量法可知，研究與細線繞法時，應控制物重相同，故選圖A、C（或B、D）；
由A、B或圖C、D兩個滑輪組當繞線方式相同，物重不同時，研究的是機械效率與物重的關系．
故答案為：（1）錯誤；右端向下傾斜；（2）AC或BD；同一滑輪組，機械效率與物重是否有關．

點評 本題主要考查了力臂的問題，力臂是力的作用線到支點的距離，而不是力的作用點到支點的距離．在控制變量法的應用中要能找到相同和不同之處．