Question

17．物理實驗復(fù)習(xí)時，小美和小麗再探有關(guān)杠桿平衡的問題
（1）如圖甲所示，要使杠桿在水平位置平衡，可將杠桿左端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)．
（2）小美在左右兩側(cè)各掛如圖乙所示的鉤碼后，杠桿的左端下降．要使杠桿重新在水平位置平衡，如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置，只需將左側(cè)2個鉤碼取下掛到右側(cè)鉤碼下方即可．
（3）小麗還想探究當(dāng)動力和阻力在杠桿同側(cè)時杠桿的平衡情況，于是她將杠桿左側(cè)的所有鉤碼拿掉，結(jié)果杠桿轉(zhuǎn)至豎直位置，如圖丙所示．小麗在A點施加一個始終水平向右的拉力F，卻發(fā)現(xiàn)無論用多大的力都不能將杠桿拉至水平位置平衡．你認為原因是水平位置時動力臂為零，杠桿無法平衡．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿的平衡條件可知，杠桿傾斜時，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，為使杠桿平衡，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)．（2）根據(jù)圖甲中左右兩側(cè)掛鉤碼后兩邊力與力臂的乘積大小，判斷杠桿的哪端下降；根據(jù)杠桿的平衡條件計算不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置時，掛鉤碼情況；
（3）分析F作用下其力臂變化情況，根據(jù)杠桿的平衡條件找到原因；

解答 解：（1）由圖示可知，杠桿的右端下沉，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將左端的螺母或右端的螺母向左調(diào)節(jié)；
（2）若每個鉤碼重為G，杠桿上每格長L，
由圖甲，左側(cè)力與力臂的乘積：5G×4L=20GL，
右側(cè)力與力臂的乘積：2G×3L=6GL，
因為：20GL＞6GL，所以杠桿左端下降；
如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置，若要杠桿平衡，左側(cè)取下n個鉤碼掛到右側(cè)，
則：（5-n）G×4L=（2+n）G×3L，
解得：n=2，即需將左側(cè)2個鉤碼掛到右側(cè)即可；
（2）由圖將杠桿左側(cè)的所有鉤碼拿掉，在A點施加一個始終水平向右的拉力F，當(dāng)杠桿拉到水平位置時F的力臂通過支點，即力臂為0，根據(jù)杠桿的平衡條件所以始終不能平衡．
故答案為：（1）左；（2）左；左側(cè)2個鉤碼取下掛到右側(cè)鉤碼下方；（3）水平位置時動力臂為零，杠桿無法平衡．

點評 （1）杠桿調(diào)平的方法是：左端下沉向右調(diào)節(jié)平衡螺母，右端下沉向左端調(diào)節(jié)平衡螺母，先快后慢，使杠桿水平平衡．
（2）掌握杠桿平衡條件，并學(xué)會利用杠桿平衡條件分析實驗中出現(xiàn)的問題是解答此類題目的關(guān)鍵．