Question

在研究“杠桿的平衡條件”實驗中，有一組同學的數據如表：

動力F1/N	動力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
6	4	4	6
5	6	10	3
3	______	15	4

（1）該組同學因粗心大意漏了一個數據，請你幫他在表格上補上；
（2）分析實驗數據，得出杠桿的平衡條件是：______
（3）解決實際問題：小云在家在做手工時，需要將木板上釘錯的一枚釘子拔掉，他想到了物理課上提到的羊角錘．于是他很快解決了問題．如圖2是他拔釘子的示意圖，請你在確定出了支點O，阻力F₂、阻力臂L₂和動力臂L₁后．判斷羊角錘是一個______杠桿，它的特點是動力臂______阻力臂；為了更省力的拔出釘子，你認為可以（說出一種合理的建議）______，理由是：______．
（4）如圖1是某建筑工地上正在運行的一臺起重機中吊臂上的滑輪組（不計一切摩擦和繩子和動滑輪重），在拉力F的作用下把重為2.7×10³N的重物勻速提起，則拉力F=______N．若動滑輪和吊鉤共重300N，則拉力F=______N．
（5）電工老李師傅的工具箱里有很多螺絲刀，螺絲刀上所用到的物理知識有
①______；
②______．

Answer 1

【答案】分析：（1）通過分析數據可得出杠桿平衡的條件，并根據杠桿平衡的條件可填上表格所缺數據．
（2）動力臂小于阻力臂的杠桿是費力杠桿；動力臂大于阻力臂的杠桿是省力杠桿．為了省力需增加動力臂的長度．
（3）從圖中可以看出有三段繩子在拉重物，故在不計一切摩擦和繩子和動滑輪重的情況下，拉力為重物的三分之一．如果考慮動滑輪和吊鉤總重，拉力為動滑輪、吊鉤和物重的三分之一．
（4）要解決此題，需要掌握輪軸的概念、絕緣體和摩擦力大小的影響因素．由輪和軸組成，能繞共同軸線旋轉的機械，叫做輪軸．不容易導電的物體叫做絕緣體．接觸面越粗糙，摩擦力越大．
解答：解：（1）分析表中數據關系可知：6×4=4×6，5×6=10×3，所以，空格==20，
（2）可得杠桿平衡條件：F ₁L₁=F₂L₂；
（3）拔釘子時羊角錘是繞O點轉動的，即O點是支點；如圖所示：

由圖可知，羊角錘的動力臂大于阻力臂，所以羊角錘是省力杠桿；為了更省力，必須使動力臂增大，因此可將手向后移動，來增大動力臂的長度．
（4）不計一切摩擦和繩子和動滑輪重時，拉力F=×G物=×2.7×10³N=900N；
考慮動滑輪和吊鉤總重時，拉力F^′=×（G_動+G_物）=×（300N+2.7×10³N）=1000N．
（5）螺絲刀柄比頭部要粗一些，所以螺絲刀相當于輪軸，比較省力．
螺絲刀柄外部包了一層橡膠，是絕緣體，防止導電．同時上面有花紋，是為了增大摩擦力．
故答案為；（1）20；（2）F ₁L₁=F₂L₂；（3）省力；大于；將手向手柄末端移動；阻力和阻力臂一定時，動力臂越大，動力越小；（4）900；1000；（5）輪軸；絕緣體．
點評：此題知識點較多，考查了杠桿的平衡條件的運用、省力杠桿的判斷和運用、滑輪組公式的運用和螺絲刀中的物理知識，是一道力學綜合題．