Question

15．在研究杠桿平衡條件的實驗中：
（1）如圖1所示，實驗前沒有掛鉤碼靜止時，杠桿右端上翹，杠桿處于平衡（填“平衡”或“不平衡”） 狀態(tài)，為使杠桿處在水平平衡狀態(tài)，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母B向右（選填“左”或“右”）調(diào)．

（2）在如圖2所示的裝置中，每個鉤碼重1N（杠桿上每格等距，杠桿自重不計），要使杠桿在水平位置平衡，小張應(yīng)在B處掛3個1N重的鉤碼．而鄰組的小強則在C處施加一個豎直方向的力，也使杠桿在水平位置平衡，則這個力的方向應(yīng)豎直向上，大小為6N．

Answer 1

分析 （1）杠桿處于靜止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)都為杠桿的平衡狀態(tài)；在實驗中也必須使杠桿在水平位置平衡是為了便于測量力臂，實驗前，應(yīng)首先進行杠桿平衡調(diào)節(jié)，根據(jù)杠桿的平衡條件，杠桿左、右兩端的螺母（或一端的螺母）向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)．
（2）根據(jù)鉤碼個數(shù)和距離支點的格數(shù)，結(jié)合杠桿平衡條件進行相關(guān)分析和計算．

解答 解：
（1）圖1中實驗前沒掛鉤碼時，杠桿處于靜止的平衡狀態(tài)；發(fā)現(xiàn)杠桿右端上翹，調(diào)節(jié)時重心應(yīng)向右移動，應(yīng)將右端平衡螺母向右旋一些，使杠桿在水平位置平衡；在實驗中也必須使杠桿在水平位置平衡是為了便于測量力臂；
（2）假設(shè)每小格長度1cm，
①如圖杠桿左端F₂=1N×4=4N，L₂=1cm×3=3cm，右端L₁=1cm×4=4cm，根據(jù)F₁L₁=F₂L₂得
F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{4N×3cm}{4cm}$=3N．
所以應(yīng)在B處掛3N的鉤碼，杠桿才平衡；
②如果動力作用點在C上，由于支點在一側(cè)不是在中間，因此動力的方向與阻力的方向相反，為了方便讀出力臂，力的方向與杠桿垂直，因此拉力的方向應(yīng)豎直向上；
此時阻力F₂和阻力臂L₂不變，動力臂L₁=1cm×2=2cm，根據(jù)F₁L₁=F₂L₂得
F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{4N×3cm}{2cm}$=6N．
故答案為：（1）平衡；右；（2）3；豎直向上；6．

點評 本題考查學生對調(diào)節(jié)平衡螺母的作用、杠桿實驗時對動力和阻力的實驗要求的了解和掌握，難點是學生對杠桿平衡狀態(tài)的認識．