Question

5．物理實驗小組的同學(xué)，利用如圖所示的裝置，在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件．

（1）如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）移動，將杠桿調(diào)在水平位置平衡的目的是為了方便測量力臂．
（2）實驗中測得的數(shù)據(jù)如表所示，表格中漏填的數(shù)據(jù)為1． 

測量 序號	動力 F1/N	動力臂 L1/cm	阻力 F2/N	阻力臂 L2/cm
①	1	20	2	5
②	2	15	1.5	10
③	3	5		15

（3）有的同學(xué)按現(xiàn)有方案得出下列結(jié)論：“動力×支點到動力做用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”．這個結(jié)論與杠桿平衡條件不符，原因是實驗過程中B
A．沒有改變力的大小        B．沒有改變力的方向
C． 沒有改變力的作用點     D．實驗次數(shù)較少，結(jié)論具有偶然性．
（4）如圖乙所示，杠桿在水平位置平衡．如果在兩側(cè)鉤碼下再各掛一個相同的鉤碼，則杠桿右端將下沉．
（5）如圖丙所示，用彈簧測力計在C處豎直向上拉．當(dāng)彈簧測力計逐漸向右傾斜時，若使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將變大（選填：“變大”、“變小”或“不變”），其原因是：該力的力臂變短了．

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡條件之前首先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，螺母向上翹的一端移動；
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(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，使杠桿在水平位置平衡的目的是為了便于測量力臂．
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件和第3次實驗數(shù)據(jù)中的動力、動力臂、阻力臂，求出阻力；
（3）從支點到動力作用線的垂直距離叫動力臂；從支點到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂．
（4）根據(jù)杠桿平衡求出，當(dāng)杠桿兩端各增加一個相同鉤碼，力和力臂的乘積大的一端下沉．
（5）當(dāng)彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，拉力的力臂減小，為保持杠桿平衡，拉力要增大．

解答 解：（1）為了方便測量力臂，實驗前，應(yīng)首先對杠桿進行調(diào)節(jié)，若發(fā)現(xiàn)一端上翹，根據(jù)杠桿平衡的條件，將杠桿左、右兩端的螺母向上翹的左端調(diào)節(jié)或一端的螺母向上翹的右端調(diào)節(jié)，直至杠桿在水平位置平衡．
（2）分析第3組數(shù)據(jù)：F₁L₁=F₂L₂，所以F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$=$\frac{3N×5cm}{15cm}$=1N；
（3）“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實驗過程中沒有改變動力或阻力的方向．故選項A、C、D錯誤，選項B正確．
（4）設(shè)一個鉤碼的重力為G，杠桿的一個小格為L，
如圖乙所示，杠桿在水平位置平衡．如果在兩側(cè)鉤碼下再各掛一個相同的鉤碼，
杠桿的左邊=5G×3L=15GL，右邊=4G×4L=16GL，
左邊小于右邊，所以杠桿右端下沉．
（5）如圖丙所示，當(dāng)彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，拉力的力臂減小，為保持杠桿平衡，拉力要增大，所以彈簧測力計示數(shù)會變大．
故答案為：（1）右；力臂；（2）1；（3）B；（4）右；（5）變大；該力的力臂變短了．

點評 （1）利用杠桿平衡條件，可以求出力或力臂大小，也可以判斷杠桿是否平衡，或杠桿的哪端下沉等，杠桿平衡條件應(yīng)用很廣泛；
（2）當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變�。�