Question

2．徐晨同學在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：
（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，就可直接從杠桿上讀出力臂．
（2）當杠桿水平平衡后，在A處掛3個相同的鉤碼，則應在B處掛2個相同的鉤碼才能使杠桿水平平衡；若在B處改用彈簧測力計向下拉，彈簧測力計由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)動，如圖所示，杠桿始終保持水平平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將逐漸增大（選填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）徐晨進行上述（2）實驗探究的最終目的是B
A．便于直接讀出拉力的大小         
B．便于正確認識力臂
C．便于提供不同方向的拉力         
D．便于測量力臂的大小
（4）徐晨還學以致用設(shè)計了測一支粗細不均勻竹筷的質(zhì)量的方案，具體步驟如下：
①用細線系住筷子某處，并懸掛在鐵架臺上，調(diào)節(jié)所系處，使筷子剛好水平位置平衡，此時所系處稱為O點（也是筷子的重心位置）．
②用刻度尺測量出O點到細端A的距離L₁，
③在細端A通過細線掛上質(zhì)量為m的鉤碼，
④向細端A移動懸掛點到O′處，使筷子重新在水平位置平衡，
⑤用刻度尺測量出O′點到細端A的距離L₂．則竹筷質(zhì)量M=$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}-{L}_{2}}$．（寫出表達式）

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，所以鉤碼對杠桿力的力臂恰好沿著桿的方向；
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件代入數(shù)據(jù)分析即可；
其他條件不變，動力臂減小，動力將增大；
（3）改變力的方向，是為了讓學生更能夠正確認識力臂；
（4）分析筷子所受的力，根據(jù)杠桿平衡條件進行分析．

解答 解：（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，力臂恰好沿著桿的方向，就可直接從杠桿上讀出力臂；
（2）設(shè)每個鉤碼重力為G，每個小格的長度為L，根據(jù)杠桿的平衡條件：
3G×2L=F2×3L
解得F2=2G，則需在B處掛兩個鉤碼；
彈簧測力計由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)動，動力臂減小，根據(jù)杠桿平衡條件，動力將增大；
（3）在（2）中改變力的方向，是為了能夠更加正確認識力臂；
（4）1、用細線系住筷子某處，并懸掛在鐵架臺上，仔細調(diào)節(jié)所系處，使筷子剛好平衡，此時所系處稱為O點（也是筷子的重心位置）．
2、用卷尺測量出O點到細端A的距離L₁，

3、在細端通過細線掛上質(zhì)量為m的鉤碼，并移動懸掛點到O′處，使筷子重新平衡．
4、用卷尺測量出O′點到細端A的距離L₂．

這時對筷子來說，它受到三個力：本身重力Mg，懸掛繩子的拉力F，細端拉力mg．

根據(jù)杠桿的平衡條件，得Mg（L₁-L₂）=mg×L₂，
所以筷子的質(zhì)量是M=$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}-{L}_{2}}$．
故答案為：（1）力臂；（2）2；增大；（3）B；（4）$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}-{L}_{2}}$．

點評 本題主要考查了杠桿平衡條件的應用，要掌握力臂的概念，理解杠桿在水平位置平衡的原因，巧用杠桿平衡條件測量筷子的質(zhì)量，難點在實驗步驟的設(shè)計，想到把筷子當做杠桿去用是本題的突破口．