Question

14．在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：
（1）小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端低左端高，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)．小明調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的主要目的是避免杠桿重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的影響并且便于測(cè)量力臂的長(zhǎng)度．
（2）如圖甲所示，在杠桿左邊A處掛四個(gè)相同鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在杠桿右邊B處掛同樣鉤碼3個(gè)．
（3）如圖乙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大（變大/變小/不變），其原因是阻力和阻力臂不變，拉力的力臂變�。�
（4）實(shí)驗(yàn)中，用圖丙所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能平衡，但采用這種方式是不妥當(dāng)?shù)模�這主要是因?yàn)镈．
A．一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作  B．需要使用太多的鉤碼
C．力臂與杠桿不重合    D．力與力臂數(shù)目過(guò)多．

Answer 1

分析 （1）杠桿傾斜時(shí)，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)．
實(shí)驗(yàn)前先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使其在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過(guò)支點(diǎn)，從而可以不考慮杠桿的重力對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的影響；調(diào)節(jié)好以后，仍要使杠桿在水平位置平衡，是為了便于測(cè)量力臂的長(zhǎng)度；
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件可以求出在B處掛鉤碼的個(gè)數(shù)；
（3）動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)的同側(cè)時(shí)，二力的方向相反；阻力和阻力臂不變時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜，動(dòng)力臂變小，動(dòng)力變大．
（4）在初中階段，探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，作用在杠桿上的力只有一個(gè)動(dòng)力和一個(gè)阻力，不探究多個(gè)動(dòng)力或阻力的作用下的杠桿平衡．

解答 解：（1）杠桿右端低左端高，則重心應(yīng)向右移動(dòng)，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向左端調(diào)節(jié)；
使杠桿在水平位置平衡的目的有兩個(gè)：一是避免杠桿重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的影響；二是便于測(cè)量力臂的長(zhǎng)度；
（2）設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G，杠桿一個(gè)小格代表L，
圖甲中，杠桿的左端：4G×3L=12GL，
B處的力臂為4L，杠桿的右端：F₂×4L=12GL，解得F₂=3G，即在B處掛3個(gè)同樣的鉤碼；
（3）如圖乙，彈簧測(cè)力計(jì)在杠桿C處時(shí)，豎直向上拉也可使杠桿平衡；彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿時(shí)，拉力力臂為OC，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉杠桿，拉力的力臂小于OC，拉力力臂變小，阻力和阻力臂不變，所以，根據(jù)杠桿的平衡條件可知拉力變大，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大．
（4）實(shí)驗(yàn)中，如圖所示的方式懸掛鉤碼，杠桿平衡是杠桿的左側(cè)在多個(gè)力共同作用的結(jié)果，采用這種方式是不妥當(dāng)?shù)模�這主要是因?yàn)楦軛U的力和力臂數(shù)目過(guò)多．
故答案為：（1）左；避免杠桿重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的影響并且便于測(cè)量力臂的長(zhǎng)度；（2）3；（3）變大；阻力和阻力臂不變，拉力的力臂變��；（4）D．

點(diǎn)評(píng) 利用杠桿平衡條件，可以求出力或力臂大小，也可以判斷杠桿是否平衡，或判斷力的大小變化等，杠桿平衡條件應(yīng)用很廣泛．