Question

5．如圖，甲、乙兩種情況，杠桿在F₁、F₂的作用下處于靜止狀態(tài)（杠桿中的刻度為每格5cm）．

（1）圖甲和乙（選填“甲”、“乙”或“甲和乙”）的杠桿處于平衡狀態(tài)；
（2）分別在圖甲、乙中畫出F₁的力臂L₁，可以發(fā)現圖甲（選填“甲”、“乙”或“甲和乙”）杠桿的力臂可以直接從圖中讀出；
（3）小聰估測筆袋質量，現有細繩、重量可忽略的長硬棒、刻度尺、一個質量為m的鉤碼，①手提細繩，如圖丙，若硬棒水平靜止，用刻度尺測量A、B之間的距離L₁，B、C之間的距離L₂，筆袋的質量M表達式為M=$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}}$（用所給的物理量符號標示）
②若測量中硬棒掛筆袋一端下沉，你又什么辦法讓硬棒恢復水平平衡？向左移動細繩或向右移動鉤碼．

Answer 1

分析 （1）杠桿的平衡狀態(tài)與物體的平衡狀態(tài)相類似，都包括靜止狀態(tài)；杠桿的不再是勻速直線運動，而是勻速轉動．
（2）力臂是從支點到力的作用線的距離，做出動力和阻力作用線，從支點到兩作用線的距離即為動力臂和阻力臂．
（3）①根據公式F₁L₁=F₂L₂進行解答；
②當掛筆袋一端下沉，說明筆袋重力與其力臂的乘積過大，因此減小筆袋的重力或者減小其力臂．

解答 解：（1）杠桿的平衡狀態(tài)包括兩種：靜止狀態(tài)或勻速轉動狀態(tài)，由題意可知，杠桿甲和乙在F₁、F₂的作用下處于靜止狀態(tài)，故可判斷此時的杠桿乙處于平衡狀態(tài)．
（2）已知支點為O，在甲圖中過點O作力F₁的垂線段L₁，在乙圖中，過O點作力F₁的垂線段L₁，那么L₁即為所求作的力臂，如圖所示：

（3）如下圖：根據杠桿的平衡條件：
G_筆袋L₁=G_鉤碼L₂，即MgL₁=mgL₂，
則M=$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}}$，

②若筆袋一端下沉，則說明筆袋對杠桿的力與其力臂的乘積大于鉤碼對杠桿的力與其力臂的乘積，所以應該減小L₁，將細繩向左移動或把鉤碼向右移動一點．
故答案為：（1）甲和乙；（2）甲；（3）①M=$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}}$；②向左移動細繩或向右移動鉤碼．

點評 本題主要考查對杠桿平衡條件的記憶，杠桿的平衡條件是指杠桿處于靜止或勻速轉動狀態(tài)時，動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂．