Question

19．在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：

（1）小麗把杠桿支在支架上，若杠桿左端下沉，可調(diào)節(jié)左端的平衡螺母向右端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡，目的是便于測(cè)量力臂；
（2）如甲圖所示，在杠桿右邊B處掛兩個(gè)相同的鉤碼，要使杠桿仍在水平位置平衡，應(yīng)在杠桿左邊A處掛3個(gè)相同的鉤碼；
（3）如乙圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F變大 （選填“變大”、“不變”或“變小”），原因是拉力F的力臂變小．
（4）如丙圖所示，在杠桿左端某一固定位置掛一個(gè)重力G=2.5N的物體，在杠桿右端不同位置處施加不同的豎直向下的力F，保證杠桿處于平衡狀態(tài)．根據(jù)多次測(cè)量的F、L數(shù)據(jù)，畫(huà)出如圖丁所示圖線，由圖丙可得出杠桿平衡的條件是F與L成反比，結(jié)合杠桿平衡條件，可求出重力G的力臂是0.2m．

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)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(cè)量力臂；若左端偏高，則需將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件，計(jì)算出A處所掛的砝碼；
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)₁L₁=F₂L₂，當(dāng)測(cè)力計(jì)傾斜時(shí)，動(dòng)力臂減小，則動(dòng)力變大；
（4）根據(jù)圖象結(jié)合正比例、反比例函數(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析；根據(jù)圖象中某個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)代入公式便可求出．

解答 解：
（1）在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做是為了便于測(cè)量力臂；如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，應(yīng)將右端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)；
（2）設(shè)杠桿的分度值為 L，一個(gè)鉤碼的重為G，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，nG×2L=2G×3L，
解得：n=3（個(gè)）；
（3）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉動(dòng)杠桿，杠桿在水平位置平衡，力臂為OC，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，力臂變小，阻力和阻力臂不變，拉力F會(huì)變大；
（4）①如乙圖，F(xiàn)和$\frac{1}{L}$成正比，$\frac{F}{\frac{1}{L}}$為定值，所以FL為定值，可以推斷F-L成反比．
②因?yàn)?\frac{1}{L}$=4m^-1，所以L=0.25m，
根據(jù)杠桿平衡條件得：GL′=FL，
所以，2.5N×L′=2N×0.25m，
所以，L′=0.2m．
故答案為：（1）右；便于測(cè)量力臂；（2）3；（3）變大；拉力F的力臂變��；（4）反；0.2．

點(diǎn)評(píng) （1）本題真正考查了正比和反比的含義，當(dāng)兩個(gè)物理量的比值一定時(shí)，兩個(gè)物理量成正比；當(dāng)兩個(gè)物理量的乘積一定時(shí)，兩個(gè)物理量成反比；
（2）題目中沒(méi)有直接給出動(dòng)力臂和動(dòng)力，而是從圖象上搜索，這是一道比較新穎的題目，值得仔細(xì)研究．