Question

4．在“探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)”中：

（1）如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)前，杠桿左端下沉，則應(yīng)將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡，目的是便于測(cè)量力臂大小．
（2）如圖乙所示，杠桿的刻度均勻，在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)掛相應(yīng)的鉤碼后，杠桿在水平位置平衡；若將A、B兩點(diǎn)下方所掛的鉤碼同時(shí)朝遠(yuǎn)離支點(diǎn)O方向移動(dòng)一小格，則杠桿右（選填“左”或“右”）端會(huì)下沉．
（3）如圖丙所示，若不在B點(diǎn)掛鉤碼，改用彈簧測(cè)力計(jì)在B點(diǎn)向下拉杠桿，使杠桿仍在水平位置，當(dāng)測(cè)力計(jì)從a位置轉(zhuǎn)到b位置時(shí)，其示數(shù)大小將變大．
（4）如圖丁所示，已知每個(gè)鉤碼重0.5N，杠桿上每個(gè)小格長(zhǎng)度為2cm，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)斜向上拉（與水平方向成30°角）杠桿，使杠桿在水平位置平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小為3N．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時(shí)，平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)；探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，這樣方便測(cè)量力臂；
（2）設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿一個(gè)小格是L，根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行判斷；
（3）根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)與每個(gè)鉤碼的重力求出測(cè)力計(jì)拉力；當(dāng)拉力F向右傾斜時(shí)，保持B點(diǎn)不動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的方向向右傾斜，這時(shí)杠桿右側(cè)的力臂變短，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，使杠桿仍在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大；
（4）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)斜向上拉（與水平方向成30°角）動(dòng)力臂是$\frac{1}{2}$OC，根據(jù)杠桿的平衡條件求出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)．

解答 解：（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，杠桿右端偏高，左端的平衡螺母應(yīng)向上翹的右端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小，同時(shí)消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響；
（2）設(shè)杠桿每個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，每個(gè)鉤碼的重力為G，根據(jù)杠桿的平衡條件：F_AL_A=F_BL_B，若A、B兩點(diǎn)的鉤碼同時(shí)向遠(yuǎn)離支點(diǎn)的方向移動(dòng)一個(gè)格，則左側(cè)4G×4L=16GL，右側(cè)6G×3L=18GL，因?yàn)?6GL＜18GL，所以杠桿右端會(huì)下沉；
（3）保持B點(diǎn)不變，若拉力F向右傾斜時(shí)，此時(shí)F的力臂變短，根據(jù)杠桿的平衡條件，力變大；
（4）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)斜向上拉（與水平方向成30°角）杠桿，此時(shí)動(dòng)力臂等于$\frac{1}{2}$OC=$\frac{1}{2}$×4×2cm=4cm；根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂得F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{4×0.5N×3×2cm}{4cm}$=3N．
故答案為：（1）右；便于測(cè)量力臂；（2）右；（3）變大（4）3．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究杠桿平衡實(shí)驗(yàn)，考查了杠桿的調(diào)平及杠桿平衡條件的應(yīng)用，在利用平衡條件公式時(shí)，要注意分析力和對(duì)應(yīng)的力臂．