Question

【題目】在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)。（每個(gè)鉤碼重0.5N，杠桿上每格等距）

（1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿靜止在如圖甲所示的位置，此時(shí)杠桿處于_____（選填“平衡”或“不平衡”）狀態(tài)。

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，主要是為了便于測量_____的大小，因此應(yīng)將圖甲所示杠桿兩端的平衡螺母適當(dāng)往_____（選填“左”或“右”）調(diào)

（3）在圖乙中的A處先掛2個(gè)相同的鉤碼，要使杠桿水平平衡，應(yīng)在B處掛_____個(gè)同樣的鉤碼；然后再把掛在B處的鉤碼拿掉，在P處施加一個(gè)豎直方向的力F，使杠桿在水平位置平衡，則力F1的方向_____，大小為_____N。

（4）接著，小明提出新的探究問題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小明利用如圖丙所示裝置進(jìn)行探究，在杠桿D點(diǎn)處掛上2個(gè)鉤碼，用彈簧測力計(jì)在C點(diǎn)處豎直向上拉使杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖丙所示。以彈簧測力計(jì)的拉力為動(dòng)力F1′，鉤碼重力為阻力F，多次調(diào)整力和力臂的大小進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)：F1′L1′總是大于F2′L2′，其原因主要是受_____作用的影響。

（5）圖丙中，當(dāng)彈簧測力計(jì)的拉力F向右傾斜時(shí)，仍要保持杠桿水平平衡，拉力F的大小將_____，原因是_____。

Answer 1

【答案】平衡 力臂 右 1 豎直向上 0.6 杠桿自重 增大 阻力和阻力臂一定，動(dòng)力臂減小

【解析】

（1）杠桿的平衡狀態(tài)包括靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)；
（2）要使杠桿在水平位置平衡，平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)；
（3）根據(jù)杠桿平衡條件求出動(dòng)力，得到鉤碼的數(shù)量；設(shè)一格的長度為L，根據(jù)杠桿平衡條件，求出B點(diǎn)施加的力，并確定其方向；
（4）杠桿的重心過支點(diǎn)，消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響；
（5）當(dāng)彈簧測力計(jì)傾斜拉杠桿時(shí)，力臂變短，根據(jù)杠桿的平衡條件分析拉力大小的變化。

（1）如圖甲所示，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)；

（2）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，目的是便于從杠桿上測量力臂，杠桿的右端上翹，平衡螺母向上翹的右端移動(dòng)；

（3）設(shè)杠桿的一個(gè)小格為L，一個(gè)鉤碼重為G，由杠桿平衡條件得，2G×3L=nG×6L，n=1（個(gè)），所以應(yīng)在杠桿右邊B處掛1個(gè)相同的鉤碼；由杠桿平衡的條件F1L1=F2L2可得，F1×5L=2×0.5N×3L；所以F1=0.6N，方向豎直向上；

（4）圖丙所示，在杠桿D點(diǎn)處掛上2個(gè)鉤碼，用彈簧測力計(jì)在C點(diǎn)處豎直向上拉使杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，以彈簧測力計(jì)的拉力為動(dòng)力F1′，鉤碼重力為阻力F，多次調(diào)整力和力臂的大小進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)：F1′L1′總是大于F2′L2′，其原因主要是杠桿的重心沒有通過支點(diǎn)，杠桿的自重對(duì)杠桿平衡有影響；

（5）當(dāng)彈簧測力計(jì)的拉力F向右傾斜時(shí)，杠桿保持水平平衡，阻力和阻力臂一定，動(dòng)力臂減小，根據(jù)杠桿平衡條件得到動(dòng)力將增大，彈簧測力計(jì)的示數(shù)將逐漸增大。