Question

3．為探究“杠桿的平衡條件”，小文準(zhǔn)備了杠桿平衡實驗裝置1套，相同的鉤碼若干（每個鉤碼重0.5N），刻度尺、彈簧測力計各1個．
（1）小文組裝了“探究杠桿平衡條件”的裝置如圖甲，為了便于實驗，小文接下來的操作是：向右移動平衡螺母，使杠桿在水平位置保持平衡．
（2）如圖乙所示，若A、B、C 點可作為力的作用點．小文在A位置上掛兩個相同鉤碼，請說出一個使杠桿在水平位置平衡的方法在B點掛3個相同的鉤碼（或在C點使用彈簧測力計豎直向上施加0.6N的拉力）．
（3）小文接下來繼續(xù)進(jìn)行實驗，并將收集的實驗數(shù)據(jù)填入如表．請你分析表格中的實驗數(shù)據(jù)，并歸納出杠桿的平衡條件．

	動力F1/N	動力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	1	15	1.5	10
2	1.5	20	1	30
3	2	10	4	5
4	3	5	1.5	10

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，應(yīng)向左調(diào)節(jié)平衡螺母，左端下沉，應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母，以便使杠桿在水平位置平衡；杠桿在水平位置平衡后，可以直接讀出力臂大��；
（2）由杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂分析答題；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分別計算出每組的動力與動力臂的乘積和阻力與阻力臂的乘積，得出結(jié)論．

解答 解：
（1）由圖示可知，杠桿左端下沉，應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；杠桿在水平位置平衡時，力到支點的距離就是力臂，可以直接從杠桿上讀出力臂；
（2）設(shè)杠桿每格的長度是L，每個鉤碼的重力G=0.5N，
由杠桿平衡條件可得：G_AL_A=G_BL_B，即：1N×3L=G_B×2L，則G_B=1.5N，應(yīng)在B處掛3個鉤碼；
應(yīng)在C點豎直向上拉杠桿，由杠桿平衡條件可得：G_AL_A=FL_C，即：1N×3L=F×5L，則F=0.6N；
要使杠桿在水平位置平衡可以在B處掛3個鉤碼或者在C處豎直向上施加0.6N的拉力；
（3）分別計算出每組的動力與動力臂的乘積和阻力與阻力臂的乘積，
第一組：F₁L₁=1N×15cm=15N•cm       F₂L₂=1.5N×10cm=15N•cm
第二組：F₁L₁=1.5N×20cm=30N•cm     F₂L₂=1N×30cm=30N•cm
第三組：F₁L₁=2N×10cm=20N•cm       F₂L₂=4N×5cm=20N•cm
第四組：F₁L₁=3N×5cm=15N•cm        F₂L₂=1.5N×10cm=15N•cm
經(jīng)比較：
第一組：F₁L₁=F₂L₂=15N•cm       第二組：F₁L₁=F₂L₂=30N•cm
第三組：F₁L₁=F₂L₂=20N•cm        第四組：F₁L₁=F₂L₂=15N•cm
每一組的動力與動力臂的乘積和阻力與阻力臂的乘積都相等，可得杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂．
故答案為：
（1）向右移動平衡螺母，使杠桿在水平位置保持平衡；
（2）在B點掛3個相同的鉤碼（或在C點使用彈簧測力計豎直向上施加0.6N的拉力）；
（3）杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂．

點評 此題是探究杠桿平衡條件中的一個重要環(huán)節(jié)，為了便于測量力臂，應(yīng)調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置保持平衡．