Question

12．关于机械的研究

（1）某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件，如图甲所示，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L₁和L₂的大小，他测力臂的方法是错误的（选填“正确”或“错误”）．如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动，则杠杆右端向下倾斜 （选填“仍平衡”、“左端向下倾斜”或“右端向下倾斜”）．
（2）某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想．为了验证猜想是否正确，该小组同学们按如图丙所示的A、B、C、D四种情形组装滑轮组．
为了验证猜想“两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关”，应选择装配图中的AC或BD两组滑轮组做对比实验；按装配图A、B或图C、D两个滑轮组做对比实验，可以验证什么猜想？同一滑轮组，机械效率与物重是否有关．

Answer 1

分析 （1）几个硬币放在杠杆上，杠杆在水平位置平衡，几个硬币的重心在硬币平面圆心的直线上，作用在杠杆上的力的作用线通过平面圆的圆心，力臂是从支点到平面圆心的距离．
可以采用极端的方法，两端硬币远离支点移动相同的距离，当杠杆左端的硬币移动到最左端时，右端硬币到离右端还有一段距离，杠杆的右端会下沉；
（2）运用控制变量法，研究与细线绕法时，应控制物重相同；当绕线方式相同，物重不同时，研究的是机械效率与物重的关系．

解答 解：
（1）硬币放在杠杆上，杠杆在水平位置平衡，硬币作用在杠杆上的力通过硬币平面圆心，力臂是从最下面平面圆心到支点的距离，所以他测力臂的方法是错误的；
如果将两边的硬币以相同速度同时匀速做远离支点的运动，在相同时间内，左端的硬币先离开杠杆，右端的硬币仍然在杠杆上，杠杆会向右倾斜；
（2）由运用控制变量法可知，研究与细线绕法时，应控制物重相同，故选图A、C（或B、D）；
由A、B或图C、D两个滑轮组当绕线方式相同，物重不同时，研究的是机械效率与物重的关系．
故答案为：（1）错误；右端向下倾斜；（2）AC或BD；同一滑轮组，机械效率与物重是否有关．

点评 本题主要考查了力臂的问题，力臂是力的作用线到支点的距离，而不是力的作用点到支点的距离．在控制变量法的应用中要能找到相同和不同之处．