Question

利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。

(1)实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向__________（填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是_____________。

(2)杠杆平衡后，如图乙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，可在杠杆的D点挂________个相同的钩码，就可杠杆重新在水平位置平衡。

(3)有的同学认为，杠杆平衡条件是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，你认为他的看法是__________的，验证你的观点的简单做法是_____________。

(4)保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l₁和动力F₁的数据，绘制了l₁-F₁的关系图像，如图丙所示。请根据图像推算，当l₁为0.6m时，F₁为__________N。

(5)如图丁所示，若不在D点挂钩码，改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时，其示数大小将________（填“变大”“变小”或“不变”），原因是：___________。

Answer

右 便于测量力臂 4 错误 见解析 0.5 变大 力臂变短

【解析】

(1)[1]图甲中杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。

[2]实验时杠杆仍保持水平位置平衡，此时支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量力臂大小。

(2)[3]设1个钩码重为G，一格长为l，根据杠杆平衡条件可知

3G×4l=FD×3l

FD=4G

需在D点挂4个钩码。

(3)[4][5]动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向，他的看法是错误的，为了验证观点，需要将一侧的钩码拿掉，改用弹簧测力计来拉，保持拉力作用点到支点的距离不变，改变拉力的方向，仍使杠杆在水平位置平衡时，比较拉力的大小。

(4)[6]由于此题中的阻力和阻力臂不变，根据F1l1=F2l2可知，利用图象中任意一组数据都能得出

F1l1=F2l2=3N×0.1m=0.3N•m

当l1为0.6m时

F1== 0.5N

(5)[7][8]不在D点挂钩码，改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大。