Question

物理興趣小組的同學(xué)，利用如圖所示的裝置，在杠桿支點(diǎn)的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件．
（1）如圖 1所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向

右

（選填“左”或“右”）移動(dòng)，將杠桿調(diào)在水平位置平衡的目的是為了方便測量

力臂

．
（2）實(shí)驗(yàn)中測得的數(shù)據(jù)如表所示，

測量 序號	動(dòng)力 F1/N	動(dòng)力臂 l1/cm	阻力 F2/N	阻力臂 l2/cm
①	1	20	2	10
②	2	15	1.5	20
③	3	5		15

（表格中漏填的數(shù)據(jù)為

1

N．
（3）有的同學(xué)按現(xiàn)有方案得出如下結(jié)論：“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”．這個(gè)結(jié)論與杠桿平衡條件不符，原因是實(shí)驗(yàn)過程中

B

（填字母）．
A．沒有改變力的大小                    B．沒有改變力的方向
C．沒有改變力的作用點(diǎn)                  D．實(shí)驗(yàn)次數(shù)較少，結(jié)論具有偶然性
（4）杠桿平衡后，小明在圖3所示的A位置掛上兩個(gè)鉤碼，可在B位置掛上

4

個(gè)鉤碼，使杠桿在水平位置平衡．
（5）他改用彈簧測力計(jì)在圖4所示的C位置斜向下拉，若每個(gè)鉤碼重1N．當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，測力計(jì)的示數(shù)將

大于

（選填“大于”、“等于”或“小于”）1N．
（6）用繩子拴住一根粗細(xì)不同的大樹某處，靜止后大樹水平平衡，如圖5所示．現(xiàn)將大樹從拴繩處沿豎直方向切成A、B兩段，根據(jù)圖5可判斷G_A

＞

G_B（選填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析：（1）探究杠桿平衡條件之前首先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，螺母向上翹的一端移動(dòng)；
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量力臂．
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件和第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力臂，求出阻力；
（3）從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離叫動(dòng)力臂；從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂；
（4）設(shè)杠桿每格長L，鉤碼重G，右邊A點(diǎn)力與力臂的乘積為4GL，使杠桿在水平位置平衡，左側(cè)力與力臂的乘積也應(yīng)為4GL；
（5）當(dāng)彈簧測力計(jì)斜著拉時(shí)，其力臂小于杠桿長，根據(jù)杠桿平衡條件分析出答案；
（6）根據(jù)杠桿的平衡條件，首先判斷出兩端力臂的大小，然后判斷出兩邊重力的大小關(guān)系．

解答：解：（1）為了方便測量力臂，實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)首先對杠桿進(jìn)行調(diào)節(jié)，若發(fā)現(xiàn)一端上翹，根據(jù)杠桿平衡的條件，將杠桿左、右兩端的螺母向上翹的左端調(diào)節(jié)或一端的螺母向上翹的右端調(diào)節(jié)，直至杠桿在水平位置平衡．
（2）分析第3組數(shù)據(jù)：
F₁L₁=F₂L₂，
所以F₂=

F1L1

L2

=

3N×5cm

15cm

=1N；
（3）“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動(dòng)力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實(shí)驗(yàn)過程中沒有改變動(dòng)力或阻力的方向．故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．
（4）設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿上一個(gè)小格代表L，根據(jù)杠桿平衡條件得，杠桿的右端：2G×2L=4GL，
要使杠桿在水平位置平衡，杠桿的左端力和力臂的乘積也應(yīng)該是4GL，所以在左邊B處第1格處掛4個(gè)鉤碼．
（5）當(dāng)彈簧測力計(jì)在圖乙所示的C位置斜向下拉時(shí)，力臂變小，即L₁＜4L，根據(jù)杠桿平衡條件得，2N×2L=F×L₁，因?yàn)長₁＜4L，所以F＞1N；
（6）由圖知，A端較粗，所以A端力臂小于B端力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件，G_AL_A=G_BL_B，L_A＜L_B，所以G_A＞G_B．
故答案為：（1）右；力臂；（2）1；（3）B；（4）4；（5）大于；（6）＞．

點(diǎn)評：此題主要是探究杠桿的平衡條件，主要考查了對杠桿的調(diào)節(jié)及平衡條件的應(yīng)用．
（1）杠桿在水平位置平衡，并且力豎直作用在杠桿上，力臂才在杠桿上．
（2）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡和調(diào)節(jié)天平平衡，操作是相同的，都是平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)．