Question

14．小明和小紅一起做探究杠桿平衡條件的實驗：
（1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時發(fā)現(xiàn)杠桿停在如圖甲所示的位置．應(yīng)將右端的平衡螺母向右調(diào)（選填“右”或“左”），使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是便于測量力臂．

（2）在杠桿的兩端加掛鉤碼，并移動鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，如圖乙所示，并測出力臂，多次實驗并把數(shù)據(jù)記錄在表格中．

次數(shù)	F1/N	l1/cm	F2/N	l2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

多次實驗的目的是：使得出的結(jié)論更具有普遍性，使得杠桿平衡的條件是F₁L₁=F₂L₂．
（3）小紅將圖乙中右端的兩個鉤碼取下，在此處改用彈簧測力計豎直向下拉，并使杠桿保持水平平衡．若每個鉤碼重0.5N，彈簧測力計的示數(shù)是1N．拉著彈簧測力計，逐漸向右傾斜沿虛線方向拉，并保持杠桿水平平衡，彈簧測力計的示數(shù)將變大．（選填“變大”、“不變”、“變小”）

Answer 1

分析 （1）杠桿左端下沉，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；杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
（2）實驗時，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
杠桿平衡的條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂；
（3）知道阻力、阻力臂和動力臂，利用杠桿的平衡條件求動力；
當(dāng)把支點到作用點的連線作為動力臂（施力方向與連線垂直）時，動力臂最長、最省力（彈簧測力計示數(shù)最�。�．

解答 解：
（1）由圖可知杠桿左端下沉，則應(yīng)將杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的平衡螺母調(diào)節(jié)方向一致）向右調(diào)節(jié)，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就可忽略杠桿的自重對實驗的影響；力臂等于支點到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，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；
（2）探究杠桿平衡的條件時，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律，使結(jié)論具有普遍性．
根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂 （或F₁l₁=F₂l₂）
（3）由圖知，若豎直向下施力，動力臂L₁=3，阻力臂L₂=2，阻力F₂=0.5N×3=1.5N，
因為杠桿在水平位置平衡，
根據(jù)F₁L₁=F₂L₂可得，
動力：F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{1.5N×2}{3}$=1N；
保持彈簧測力計懸掛點不變，使其拉力方向斜向右下方，動力臂變短，根據(jù)F₁L₁=F₂L₂，彈簧測力計的示數(shù)變大．
故答案為：
（1）右；便于測量力臂；（2）使得出的結(jié)論更具有普遍性；F₁L₁=F₂L₂；（3）1；變大．

點評 考查杠桿的平衡條件及應(yīng)用，本題中涉及實驗到的注意事項很特殊，多次測量的目的不是為了減小誤差而是為了總結(jié)普遍規(guī)律；
對于已經(jīng)平衡的杠桿，改變條件后判斷杠桿是否還能保持平衡，有兩種方法：一是按力和力臂的乘積；二是按比例的方法．