Question

探究杠桿的平衡條件

（1）如圖1所示，若杠桿在使用前左端低，右端高，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的螺母向______（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)至平衡．杠桿平衡后，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中______（填“可以”或“不可以”）再旋動(dòng)兩側(cè)的螺母．
（2）下列實(shí)驗(yàn)步驟中
A、調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
B、計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中F₁×L₁和F₂×L₂的大小，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出杠桿的平衡條件．
C、改變鉤碼的個(gè)數(shù)和位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．
D、記下動(dòng)力F₁、動(dòng)力臂L₁、阻力F₂和阻力臂L₂的大小，將數(shù)據(jù)填入表格中．
E、將鉤碼掛在杠桿的支上點(diǎn)兩邊，先改變動(dòng)力或動(dòng)力臂的大小，然后調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡．
正確的順序是______ （填序號(hào)）．
（3）如圖2若斜向下拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使杠桿處于水平位置平衡，此時(shí)鉤碼總重力為G，測(cè)力計(jì)的拉力為F，則G×OM______ F×ON．（填“＞”“＜”或“=”）
（4）如圖3甲，某次實(shí)驗(yàn)時(shí)杠桿處于水平平衡狀態(tài)，懸掛在A、B兩點(diǎn)的鉤碼個(gè)數(shù)（虛線框內(nèi)）未畫出．若在兩端再同時(shí)掛上相等質(zhì)量的小球（如圖3乙），則杠桿______．若將甲圖中左右兩端的鉤碼各自向外側(cè)移動(dòng)一小格（如圖3丙），則杠桿______（以上兩空選填序號(hào)：①右端下降  ②左端下降  ③仍水平靜止）

Answer 1

【答案】分析：（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)首先進(jìn)行杠桿平衡調(diào)節(jié)，根據(jù)杠桿的平衡條件，杠桿不平衡時(shí)，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)．但實(shí)驗(yàn)過程中，螺母再調(diào)節(jié)會(huì)改變杠桿重心的位置，使杠桿重力對(duì)杠桿平衡又產(chǎn)生影響，因此不能再調(diào)節(jié)平衡螺母．
（2）探究杠桿平衡條件的步驟：①調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
②左右掛不同數(shù)量的鉤碼，使杠桿在水平位置重新平衡，繼續(xù)動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂；
③改變鉤碼的位置和數(shù)量，重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
④對(duì)動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂進(jìn)行加、減、乘、除，得到杠桿平衡條件．
（3）力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離．
（4）杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件對(duì)各做法進(jìn)行分析．
解答：解：（1）在使用此杠桿前發(fā)現(xiàn)左端低，右端高，說明杠桿的重心偏左，要使它在水平位置平衡，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）都要向杠桿上翹的右端調(diào)節(jié)．所以可以將杠桿右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，也可以將左端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，此后，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，螺母再調(diào)節(jié)會(huì)改變杠桿重心的位置，使杠桿重力對(duì)杠桿平衡又產(chǎn)生影響，因此不能再旋動(dòng)兩側(cè)的平衡螺母．
故答案為：右；不可以．
（2）經(jīng)分析，探究杠桿平衡的步驟為：
A、調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
E、將鉤碼掛在杠桿的支上點(diǎn)兩邊，先改變動(dòng)力或動(dòng)力臂的大小，然后調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡．
D、記下動(dòng)力F₁、動(dòng)力臂L₁、阻力F₂和阻力臂L₂的大小，將數(shù)據(jù)填入表格中．
C、改變鉤碼的個(gè)數(shù)和位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．
B、計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中F₁L₁和F₂L₂的大小，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出杠桿的平衡條件．
故答案為：AEDCB．
（3）如圖2中斜向下拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使杠桿處于水平位置平衡，拉力的方向與杠桿不再垂直，右面的力臂要小于ON的長度，也就是ON比彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂大，因此G×OM＜F×ON．
故答案為：＜．
（4）設(shè)一個(gè)鉤碼的重為G，一個(gè)格為L，原來杠桿：3G×2L=2G×3L，處于平衡狀態(tài)；
①若在兩端再同時(shí)掛上相等質(zhì)量的小球，左邊=4G×2L，右邊=3G×3L，右邊力和力臂的乘積大，右端下降；
②若將甲圖中左右兩端的鉤碼各自向外側(cè)移動(dòng)一小格，左邊=3G×3L，右邊=2G×4L，左邊力和力臂的乘積大，左端下降．
故答案為：①；②．
點(diǎn)評(píng)：（1）杠桿的重心變動(dòng)通過螺母的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的，使它在支點(diǎn)上，就不會(huì)對(duì)杠桿平衡產(chǎn)生影響，一定注意的是實(shí)驗(yàn)過程中螺母的移動(dòng)會(huì)改變杠桿重心的位置，因此一定不能再調(diào)節(jié)平衡螺母．
（2）本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，杠桿是否平衡取決于力和力臂的乘積是否相等，只比較力或力臂大小不能得出正確結(jié)果．