Question

探究杠杆的平衡条件。

（1）如图甲所示，杠杆两端的螺母的作用是______。

（2）小亮用图甲所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知杠杆的平衡条件是：________.

实验次数	动力/N	动力臂/m	阻力/N	阻力臂/m
1	0.5	0.2	1.0	0.1
2	1.0	0.15	1.5	0.1
3	3.0	0.1	2.0	0.15

（3）小亮又用图乙所示装置进行实验，请在图中画出拉力F的力臂；

（_________）

弹簧测力计的读数应是______N。（一个钩码重0.5N）

（4）如图丙所示，小慧实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出L₁和L₂，则2L₁____3L₂（选填“>”、“<”或“=”）。

（5）探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出L₁和L₂（如图丁所示），则游码的质量为_____g。

Answer

调节杠杆在水平位置平衡 动力×动力臂=阻力×阻力臂 2 >

【解析】

（1）[1]杠杆两端的螺母的作用是调节杠杆在水平位置平衡；

（2）[2]由表格中数据，

0.5N×0.2m=1N×0.1m；

1N×0.15m=1.5N×0.1m；

3N×0.1m=2N×0.15m；

可知杠杆的平衡条件为：

，

即：动力×动力臂=阻力×阻力臂；

（3）[3]过支点O向力的作用线作垂线，垂足与支点的距离，就是力臂，如下图：

[4]当弹簧测力计在斜向上拉(与水平方向成30°角)，阻力臂是4格，OC为6格，动力臂是阻OC的一半，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数，当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，此时动力臂等于0.5×6格=3格；

根据杠杆的平衡条件：

，得：

3×0.5N×4格=F2×3格

F2=2N；

（4）[5]根据杠杆的平衡条件：

设每个硬币的重量为G，则由图可得：

整理得：

2GL1>3GL2，

即

2L1>3L2．

（5）[6]以天平的刀口为杠杆的支点，天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右，游码的质量为m，

当游码位于零刻度线时，由杠杆的平衡条件得

m左g×L2+mg×L1＝m右g×L2 ………… ①；

当游码位于最大值5克时，由杠杆的平衡条件得

（m左+5）g×L2＝mg×L1+m右g×L2………………②；

由②﹣①得，

5×L2＝mL1，

解得

。