Question

小飞用图甲装置来探究杠杆的平衡条件，设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F₁和阻力F₂，l₁和l₂分别表示动力臂和阻力臂．他的实验思路是：改变F₂、l₁和l₂，测得杠杆平衡时所需的拉力F₁，来寻找F₁、F₂、l₁和l₂四个物理量之间的关系．已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的量程为0~5N，杠杆上每一格长10cm．

 

实验次数	阻力F2/N	阻力臂l2/cm	动力臂l1/cm	动力F1/N
1	4	33	30
2	4	18	30	2.4
3	4	7.5	30	1.0

（1）为便于测量力臂，弹簧测力计应沿_______方向拉杠杆，并使之在_____位置平衡；

（2）小飞首先保持F₂和l₁不变而改变l₂，所获得的实验数据如表格所示．第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示，则F₁=______N，此时杠杆的类型与______（选填“筷子”或“老虎钳”）相同；

（3）为获得更多组数据，小飞继续进行（2）中实验，则为能顺利完成实验，在改变阻力臂l₂时，l₂应不超过______cm；完成上述实验后，小飞接下来还应进行的实验有：①保持______不变而改变F₂；②保持F₂和l₂不变而改变l₁．

Answer

竖直 水平 4.4 筷子 37.5 l2和l1

【解析】

第一空、第二空．因为力与力臂垂直，当沿竖直方向拉动弹簧测力计使杠杆位于水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，可方便的测量力臂的大小；

第三空．由图像可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为4.4N；

第四空．由表格数据知第1次实验中阻力臂长于动力臂，因此是费力杠杆，与筷子相同；

第五空．由杠杆平衡条件可得：

即l2应不超过37.5cm；

第六空．探究杠杆的平衡条件时要探究F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系，因此还应探究①保持l2和l1不变而改变F2；②保持F2和l2不变而改变l1．