Question

2．小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：有刻度的均勻直杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線和規(guī)格均相同的鉤碼若干個(gè)．
（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠 桿左端向上翹．此時(shí)，應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平并靜止．
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼（如圖甲所示）為了使杠桿仍在水平位置平衡，他可以在B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼或用彈簧測(cè)力計(jì)在B點(diǎn)處拉杠桿，若采用彈簧測(cè)力計(jì)拉的方法，要使彈簧測(cè)力計(jì)拉力最小，則應(yīng)該沿豎直向下的方向拉，其目的是便于直接讀出力臂．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“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？”于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是：杠桿自身重力的力臂不為零．

Answer 1

分析 （1）杠桿傾斜時(shí)，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)；實(shí)驗(yàn)前先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過支點(diǎn)，從而可以不考慮杠桿的重力對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的影響；
（2）由杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．可計(jì)算出所掛鉤碼的大��；重力的方向是豎直向下，根據(jù)杠桿平衡原理，可確定出使杠桿平衡的動(dòng)力方向；
（3）圖乙中，支點(diǎn)位于動(dòng)力和阻力的右側(cè)，彈簧測(cè)力計(jì)不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響．

解答 解：（1）杠桿左端向上翹，右端下沉，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)；
使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平并靜止；
（2）杠桿平衡后，若在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼，則左邊點(diǎn)重力為4G，
又因?yàn)榱Ρ跲A=3L，左邊力臂OB=2L，
所以由杠桿的平衡條件（F₁l₁=F₂l₂）可知：
4G×3L=F₁×2L，
所以F₁=6G．
故應(yīng)在B點(diǎn)應(yīng)掛6個(gè)鉤碼，才能使杠桿恢復(fù)平衡；
若用彈簧測(cè)力計(jì)在B點(diǎn)拉著杠桿使它水平平衡，應(yīng)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉杠桿，這樣所用的拉力最小，其力臂在杠桿上，其目的是便于直接讀出力臂；
（3）圖乙中，杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響，杠桿自身重力的力臂不為零，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來的數(shù)值偏大．
故答案為：（1）左；水平；（2）6；豎直向下；便于直接讀出力臂；（3）杠桿自身重力的力臂不為零．

點(diǎn)評(píng) 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．