Question

11．小明在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，所用的器材有：杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線(xiàn)和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)．
（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡；實(shí)驗(yàn)中，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于在杠桿上直接測(cè)量力臂．
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將鉤碼懸掛于圖中A點(diǎn)，保持阻力、阻力臂不變，在支點(diǎn)O右側(cè)不同位置，用彈簧測(cè)力計(jì)施加豎直向下的拉力（動(dòng)力），使杠桿水平平衡，測(cè)出每一組動(dòng)力臂L₁和對(duì)應(yīng)的動(dòng)力F₁，并記錄在表中．請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中繪制出L₁與F₁的圖象，根據(jù)圖象中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)L₁為0.6m時(shí)，F(xiàn)₁為0.5N．

次數(shù)	動(dòng)力 F1/N	動(dòng)力臂 L1/m
1	0.75	0.40
2	1.0	0.30
3	1.5	0.20
4	2.00	0.15
5	3.0	0.10

（3）實(shí)驗(yàn)中小明發(fā)現(xiàn)，保持杠桿處于水平平衡，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向偏離豎直方向時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力會(huì)變大，原因是拉力的力臂變�。�

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)；
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，并用平滑的曲線(xiàn)連接起來(lái)；
阻力和阻力臂的乘積不變時(shí)，從圖象中選擇動(dòng)力和動(dòng)力臂的對(duì)應(yīng)值，得出動(dòng)力跟動(dòng)力臂的乘積也不變，并求出動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積，然后寫(xiě)出動(dòng)力F與動(dòng)力臂L的關(guān)系，從而進(jìn)一步得出當(dāng)L₁為0.5m時(shí)，F(xiàn)₁的大小；
（3）當(dāng)力傾斜作用在杠桿上，杠桿在水平位置平衡，力臂不在杠桿上，力臂變小，阻力和阻力臂不變，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力會(huì)變大．

解答 解：
（1）當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái)；
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，并用平滑的曲線(xiàn)連接起來(lái)，如圖所示：

從圖象上讀出一組數(shù)據(jù)，當(dāng)動(dòng)力F₁=0.75N時(shí)，對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂L₁=0.4m，
根據(jù)杠桿平衡條件，阻力與阻力臂的乘積：F₂L₂=F₁L₁=0.75N×0.4m=0.3N•m，
根據(jù)題意可知，阻力與阻力臂的乘積保持不變，
所以，當(dāng)L₁為0.6m時(shí)，則F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{0.3N•m}{0.6m}$=0.5N；
（3）保持杠桿處于水平平衡，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿時(shí)，拉力的力臂變小，但是阻力和阻力臂均不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力會(huì)變大．
故答案為：（1）力臂；（2）如上圖所示；0.5；（3）拉力的力臂變小．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，作圖以及根據(jù)杠桿平衡條件計(jì)算；當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時(shí)，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�。�