Question

5．物理興趣小組的同學(xué)，利用如圖1示的裝置，在杠桿支點(diǎn)的兩邊分別掛上鉤碼來(lái)探究杠桿的平衡條件．

次數(shù)	F1/N	l1/cm	F2/N	l2/cm
1	1	8	2	4
2	1.5	8	3	4
3	2.5	12	3	10

（1）實(shí)驗(yàn)前，如圖1所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）移動(dòng)．實(shí)驗(yàn)中要將杠桿調(diào)在水平位置平衡的目的是為了便于測(cè)力臂．
（2）實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示，請(qǐng)寫(xiě)出你對(duì)某組數(shù)據(jù)的處理過(guò)程F₁L₁=1N×8cm=8N•cm，F(xiàn)₂L₂=2N×4cm=8N•cm，可見(jiàn)F₁L₁=F₂L₂．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)若只有8個(gè)相同的鉤碼，杠桿上每格等距，在圖2甲中當(dāng)在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡并可說(shuō)明圖2乙的情景？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方案畫(huà)在答卷紙上．
（4）在實(shí)驗(yàn)中，若保持左側(cè)鉤碼的只數(shù)和位置不變，在右側(cè)使彈簧測(cè)力計(jì)由豎直向下拉改為斜向下拉，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大（“變大”、“變小”或“不變”），這種做法的意義在于：得出使用杠桿時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)越省力．

Answer 1

分析 （1）為了便于測(cè)量力臂，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
在調(diào)節(jié)過(guò)程中，應(yīng)將平衡螺母向上翹的一端調(diào)節(jié)；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，需分別計(jì)算出兩邊力和力臂的成績(jī)進(jìn)行比較；
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件分析即可；
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件分析出力和力臂的關(guān)系．

解答 解：（1）由圖甲知，杠桿的右端上翹，應(yīng)將杠桿向右端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡，這樣力臂恰好沿著杠桿的方向，便于測(cè)量力臂；
（2）第一組數(shù)據(jù)：F₁L₁=1N×8cm=8N•cm；F₂L₂=2N×4cm=8N•cm；
可見(jiàn)F₁L₁=F₂L₂；
（3）由圖甲知，L_左=3L，則F_左L_左=4G×3L=12GL，根據(jù)F_左L_左=F_右L_右，
若在右側(cè)第一格，則需放12個(gè)鉤碼，不符合；
若在右側(cè)第二格，則需放6個(gè)鉤碼，不符合；
在右側(cè)第三格，則需放4個(gè)鉤碼，可以；
若在右側(cè)第四格，則需放3個(gè)鉤碼，可以，如圖所示：
或
圖乙中F₁≠F₂，則L₁≠L₂，則第一圖符合圖乙中的情景；
（4）在右側(cè)使彈簧測(cè)力計(jì)由豎直向下拉改為斜向下拉，該力的力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，F(xiàn)₁、L₁不變，L₂變小，L₁變大，所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大；
由此可得動(dòng)力臂越長(zhǎng)越省力．
故答案為：（1）右；便于測(cè)力臂；（2）F₁L₁=1N×8cm=8N•cm，F(xiàn)₂L₂=2N×4cm=8N•cm，可見(jiàn)F₁L₁=F₂L₂；（3）見(jiàn)上圖；（4）變大；得出使用杠桿時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)越省力．

點(diǎn)評(píng) 本題需明確兩點(diǎn)：
（1）力臂是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離，當(dāng)力的方向與杠桿垂直時(shí)，力臂等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離；
（2）在阻力、阻力臂不變的前提下，動(dòng)力臂變化時(shí)，動(dòng)力也變化，但與動(dòng)力臂變化情況相反．