Question

小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中，
（1）实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡，其目的是______．
（2）杠杆平衡后，小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上______个钩码，使杠杆在水平位置平衡，把B点作为动力作用点，此时，是______杠杆．
（3）他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉，若每个钩码重1N．当杠杆在水平位置平衡时，测力计的示数将______（选填“大于”、“等于”或“小于”）1N．
（4）若每个钩码重为1N，将弹簧测力计作用在图甲中的D点，使杠杆水平平衡，拉力方向应______拉才最小，其大小为______N．

Answer

（1）调节杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响．
（2）设杠杆每格长L，钩码重G，右边A点力与力臂的乘积为4GL，使杠杆在水平位置平衡，左侧力与力臂的乘积也应为4GL；杠杆根据其省力情况可以分为三类：动力臂大于阻力臂，省力杠杆；动力臂小于阻力臂，费力杠杆；动力臂等于阻力臂，等臂杠杆；
（3）当弹簧测力计斜着拉时，其力臂小于杠杆长，根据杠杆平衡条件分析出答案；
（4）将弹簧测力计作用在图甲中的D点，只有当竖直向上拉动时，力才和杠杆垂直，其力臂最大为4L，拉力才是最小的，根据杠杆平衡条件求出拉力大小．
【解析】
（1）杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响．
（2）设一个钩码重为G，杠杆上一个小格代表L，根据杠杆平衡条件得，杠杆的右端：2G×2L=4GL，
要使杠杆在水平位置平衡，杠杆的左端力和力臂的乘积也应该是4GL，所以在左边B处第1格处挂4个钩码．
把B点作为动力作用点，此时动力臂为L，小于阻力臂2L，所以此时为费力杠杆；
（3）当弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉时，力臂变小，即L1＜4L，根据杠杆平衡条件得，2N×2L=F×L1，因为L1＜4L，所以F＞1N；
（4）将弹簧测力计作用在图甲中的D点，只有当弹簧测力计竖直向上拉动时，力才和杠杆垂直，其力臂最大为4L，拉力才是最小的，根据杠杆平衡条件得，2N×2L=F×4L，可得拉力F=1N．
故答案为：（1）便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响；（2）4；费力；（3）大于；（4）竖直向上；1N．