Question

【題目】物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí)，小美和小麗在探究有關(guān)杠桿平衡的問(wèn)題。

（1）為了便于測(cè)_______，小美先將杠桿調(diào)節(jié)至水平位置平衡；在左右兩側(cè)各掛如圖甲所示的鉤碼后，杠桿的______端下降。要使杠桿重新在水平位置平衡，如果不改變鉤碼的總數(shù)和懸掛點(diǎn)的位置，只需將______即可。

（2）小麗還想探究當(dāng)動(dòng)力和阻力在杠桿同側(cè)時(shí)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，如圖乙所示，小麗在A點(diǎn)施加一個(gè)始終水平向右的拉力F，卻發(fā)現(xiàn)無(wú)論用多大的力都不能將杠桿拉至水平位置平衡，你認(rèn)為原因是_______________________________________________。

（3）她們認(rèn)為第（2）問(wèn)中拉力是做功的。如果水平向右的拉力大小不變，OA長(zhǎng)為L(zhǎng)，將杠桿從豎直位置拉著轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，拉力F做的功為____________。

Answer 1

【答案】 力臂的長(zhǎng)度 左端 左端取下兩個(gè)鉤碼掛到右側(cè)鉤碼下面 杠桿在水平位置平衡時(shí)，水平向右的拉力F的力臂為0

【解析】（1）力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái)，便于測(cè)量力臂．

若每個(gè)鉤碼重為G，杠桿上每格長(zhǎng)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?yàn)椋?0GL＞6GL，所以杠桿左側(cè)下降；

如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點(diǎn)位置，若要杠桿平衡，設(shè)從左側(cè)取下n個(gè)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(gè)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(diǎn)施加一個(gè)始終水平向右的拉力F，當(dāng)杠桿拉到水平位置時(shí)F的作用線通過(guò)支點(diǎn)，即力臂為0，根據(jù)杠桿的平衡條件所以始終不能平衡；

（3）圖乙中，杠桿從豎直位置轉(zhuǎn)過(guò)30°的過(guò)程，立桿、OA和水平距離三者形成一個(gè)直角三角形，其中兩個(gè)角分別為30°和60°，由幾何知識(shí)可知，

F水平移動(dòng)距離為OA長(zhǎng)的一半，即，

所以拉力F做的功： ．

故答案為：

（1）力臂的長(zhǎng)度；左；

（2）左；左端取下兩個(gè)鉤碼掛到右側(cè)鉤碼下面；

（3）