Question

16．小明用如圖甲所示的裝置做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，圖中杠桿勻質(zhì)且標(biāo)有均勻刻度．

（1）實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)右端偏高，應(yīng)向右端調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡．
（2）當(dāng)杠桿水平平衡后，在右側(cè)第8格上掛2個(gè)相同的鉤碼（每個(gè)鉤碼重0.5N），則應(yīng)在左側(cè)第4格個(gè)上掛4個(gè)相同的鉤碼才能使杠桿水平平衡．
（3）如圖乙所示，小明在左側(cè)改用已調(diào)零的彈簧測力計(jì)向下拉，他想探究一下如何能減小彈簧測力計(jì)的示數(shù)，經(jīng)過嘗試他成功了，他當(dāng)時(shí)的操作可能是減小鉤碼個(gè)數(shù)（說出具體做法）．
（4）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，彈簧測力計(jì)由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿始終保持水平平衡，彈簧測力計(jì)的示數(shù)將逐漸增大（選填“增大”、“減小”、“不變”或者“不確定”）；如圖丙所示，將右側(cè)鉤碼掛在第3格并去掉一個(gè)，將測力計(jì)掛在左側(cè)第十格處松開手，杠桿可以保持水平平衡，則彈簧測力計(jì)的自重為0.15N．

Answer 1

分析 （1）杠桿的調(diào)節(jié)也跟天平類似，應(yīng)向高的一側(cè)移動(dòng)平衡螺母；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件，判斷在在左側(cè)第4格個(gè)上掛幾個(gè)鉤碼；
（3）當(dāng)彈簧測力計(jì)向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，其力臂變大，根據(jù)杠桿平衡條件分析出答案；
（4）彈簧測力計(jì)豎直向下拉杠桿時(shí)，力臂在杠桿上，當(dāng)彈簧測力計(jì)傾斜拉杠桿時(shí)，力臂變短，阻力、阻力臂不變，動(dòng)力臂變短，動(dòng)力變大；根據(jù)杠桿平衡條件分析出答案．

解答 解：（1）杠桿的左端低，說明這一側(cè)力與力臂的乘積大，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G，杠桿的一個(gè)小格為L，
根據(jù)杠桿平衡條件得：2G×8L=2G×4L，
所以，應(yīng)在左側(cè)第4格上掛4個(gè)鉤碼；
（3）設(shè)杠桿每一格的長度為L，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得，
阻力和阻力臂一定，動(dòng)力臂變大，動(dòng)力變下，所以，測力計(jì)的力臂應(yīng)向左移動(dòng)或者動(dòng)力臂和阻力臂一定，減小鉤碼個(gè)數(shù)，動(dòng)力減小，彈簧測力計(jì)的示數(shù)減��；
（4）若在右側(cè)改用彈簧測力計(jì)向下拉，彈簧測力計(jì)由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，阻力、阻力臂不變，動(dòng)力臂逐漸變小，根據(jù)杠桿平衡條件得，動(dòng)力逐漸變大，彈簧測力計(jì)示數(shù)將逐漸增大；
根據(jù)杠桿平衡條件得：G×3L=G_彈簧×10L，解得，G_彈簧=0.3G=0.3×0.5N=0.15N．
故答案為：（1）右；（2）4；（3）減小鉤碼個(gè)數(shù)；（4）增大；0.15．

點(diǎn)評 杠桿在水平位置平衡時(shí)，力臂在杠桿上，如果杠桿不在平衡位置平衡，動(dòng)力臂和阻力臂都變小．