Question

如图甲所示小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个：

(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件。老师指出他这样得出的结论不合理，这是因为______________；

(2)实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆在原位置处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：____________；

(3)丙图中若测力计的示数与钩码重力相等，则测力计与杠杆之间的夹角等于_______（填锐角的度数），测力计在丙图中A点改变不同的角度时所用的最小拉力是________（设钩码总重为G）。

Answer

左 应多次测量，找普遍规律 杠杆自重对实验的影响 30°

【解析】

(1)[1]杠杆右端下沉，应把杠杆两端的平衡螺母向左调，左端的平衡螺母左调相当于延长了左端的力臂，右端的平衡螺母左调，相当于缩短了右端的力臂。

[2]小明做一次实验便得出结论，实验次数太少，结论不具有普遍规律，具有偶然性。

(2)[3]图乙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。

(3)[4]丙图中测力计的示数与钩码重力相等，说明动力臂与阻力臂相等，由图可知：

弹簧测力计拉力的力臂OB为支点O与拉力作用点A长度的一半，根据三角形的知识可知：测力计与杠杆之间的夹角为30°。

[5]测力计在丙图中A点所用的最小拉力时，拉力与杠杆垂直，此时力臂的长度为OA；假设杠杆的一个小格代表l，由杠杆平衡的条件F1l1=F2l2可得弹簧测力计在A点的最小拉力为

F1==