Question

6．小明和小華利用如圖所示的裝置來探究“杠桿的平衡條件”．
（1）小明對如圖甲所示的彈簧測力計進行調(diào)零，然后測出1個鉤碼重為0.5N；小華觀察到杠桿如圖乙所示，此時應(yīng)將杠桿左側(cè)的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡．
（2）如圖丙所示，小華在杠桿A點掛上3個同樣的鉤碼，小明將彈簧測力計倒置后，在杠桿B點豎直向下拉住杠桿，小華提醒小明彈簧測力計需要再次調(diào)零，小明認為已經(jīng)調(diào)零了，不需要再次調(diào)零，你認為小華（選填“小明”或“小華”）的想法是正確的．
（3）如圖丙所示，小明和小華采用正確的操作方式使杠桿平衡，此時彈簧測力計示數(shù)為2N．
（4）如圖丁所示，改變拉力的方向使杠桿平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將如何變化？為什么？

Answer 1

分析 （1）由圖乙可知，杠桿的右端上翹，說明杠桿的重心在支點左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；
（2）使用彈簧測力計測量力的大小之前，首先要觀察指針是否在0刻線處，必要時進行調(diào)零；
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂求出拉力的大小即彈簧測力計的示數(shù)；
（4）當彈簧測力計斜著拉時，其力臂小于杠桿長，根據(jù)杠桿平衡條件分析出答案．

解答 解：（1）由圖乙可知，杠桿的右端上翹，說明杠桿的重心在支點左側(cè)，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向右調(diào)節(jié)，直至重心移到支點處即水平位置平衡，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；
（2）小明將彈簧測力計倒置后，在杠桿B點豎直向下拉住杠桿，需要考慮彈簧測力計外殼重力的影響，使用前需要再次調(diào)零，即小華的想法是正確的；
（3）設(shè)杠桿上每格長為L，由杠桿的平衡條件可得，F(xiàn)₁×3L=3×0.5N×4L，所以彈簧測力計的示數(shù)F₁=2N；
（4）如圖丁所示，改變拉力的方向使杠桿平衡時，其力臂小于杠桿長，阻力和阻力臂一定，由F₁L₁=F₂L₂可知，動力臂變小，則動力變大，即彈簧測力計的示數(shù)將變大．
故答案為：（1）右；水平；（2）小華；（3）2；（4）變大；彈簧測力計對杠桿拉力的力臂變短．

點評 本題考查了杠桿平衡的條件，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)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂，探究杠桿平衡的條件就是動力×動力臂=阻力×阻力臂．