Question

探究杠杆的平衡条件

【提出问题】如图所示，是一种常见的杆秤．此时处于水平位置平衡．

发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉．他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的      来实现；

发现二；接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡。说明通过改变         的长短也可以改变杠杆的平衡．

那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢?

【制定计划与设计实验】

实验前，轻质杠杆处于如图所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向      （选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是         

【实验结论】

如图所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是               ，

【拓展应用】如图所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个         杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），此杠杆的支点是图中的      点，假如托起6N的重物，请你根据图21所示，估算出手臂要用的动力大约是      N

Answer

【提出问题】力 力臂

【制定计划与设计实验】右 方便直接测出力臂

【实验结论】动力×动力臂 = 阻力×阻力臂

【拓展应用】费力 C 48左右

【解析】

试题分析：【提出问题】杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2，当阻力F2与阻力臂L2一定时，F2L2为定值，要使杠杆在水平位置平衡，理论上可以采用改变动力F1的大小或改变动力臂L1的大小或同时改变F1与L1的大小的方法达到目的，由题中“作用在杠杆上”可知小明认为可通过改变动力L1来实现；“移动秤砣使其恢复水平位置平衡”是通过改变动力臂L1的长短使杠杆平衡。【制定计划与设计实验】观察图19可见杠杆左低右高，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是方便直接从杠杆上读取力臂的值，即方便直接测出力臂。【实验结论】观察图甲乙丙可知：当动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂时，杠杆平衡，所以杠杆的平衡条件是动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。观察图21可见C点为支点，AC为阻力臂，BC为动力臂，阻力臂约为动力臂的8倍，所以是费力杠杆，动力约为阻力的8倍，6N×8=48N。答案：【提出问题】力 力臂【制定计划与设计实验】右 方便直接测出力臂【实验结论】动力×动力臂 = 阻力×阻力臂【拓展应用】费力 C 48左右

【考点定位】杠杆平衡条件应用；杠杆平衡的调节方法；实验方法评估；根据实验现象得出结论；杠杆类型辨别；支点确定；长度估测与杠杆平衡条件综合应用。