Question

13．如圖是“探究杠桿平衡條件“的實驗裝置．（實驗中鉤碼完全相同，個數(shù)不限）

（1）在實驗前，發(fā)現(xiàn)杠桿左端略高于右端，應將螺母向左調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡．
（2）在圖甲中的A處掛2個鉤碼，要使杠桿水平平衡，在B處應掛3個鉤碼．
（3）在圖乙中的C處施加豎直向下的拉力F，使杠桿水平平衡．當拉力F向右傾斜時，仍要保持杠桿水平平衡，拉力F的大小將變大，原因是阻力和阻力臂不變時，動力臂會變�。�
（4）若保持左側(cè)在A點懸掛2個鉤碼不變．某同學依次在O點右側(cè)第一格、第二格、第三格、第四格處懸掛相應的鉤碼使杠桿仍在水平位置平衡，請算出相應鉤碼的個數(shù)，并將對應的數(shù)據(jù)在坐標紙圖丙描點，繪出鉤碼個數(shù)與力臂格數(shù)的圖象．

Answer 1

分析 （1）當杠桿左端略高于右端時，說明杠桿的右端力大而下沉，左端力小而上升．應將螺母向左調(diào)節(jié)，杠桿才能平衡；
（2）由杠桿的平衡條件可推出B處所掛鉤碼的個數(shù)；
（3）當拉力F向右傾斜時，其力臂會變�。�要保持杠桿水平平衡，拉力F的大小就變大；
（4）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進行描點，并用平滑的曲線連接起來；阻力和阻力臂的乘積不變時，從圖象中選擇動力和動力臂的對應值，得出動力跟動力臂的乘積也不變．

解答 解：（1）杠桿平衡的調(diào)節(jié)和天平調(diào)節(jié)類似，當杠桿左端略高于右端時，說明杠桿的右端力大而下沉，左端力小而上升．應將螺母向左調(diào)節(jié)，相當于向左端增加了力，杠桿才能平衡．
（2）由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂知，杠桿左端掛兩個鉤碼，其力為2G，力臂為3格．右端力臂為2格，則力F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$，即右端要掛3個鉤碼．
（3）在圖乙中的C處施加豎直向下的拉力F，使杠桿水平平衡．當拉力F向右傾斜時，其力臂的長度將會變小，由于阻力和阻力臂都不變，所以動力會變大；
（4）由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂知，杠桿左端掛兩個鉤碼，其力為2G，力臂為3格．右端力臂為1格，則力F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$，即右端要掛6個鉤碼．
由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂知，杠桿左端掛兩個鉤碼，其力為2G，力臂為2格．右端力臂為2格，則力F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$，即右端要掛3個鉤碼．
由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂知，杠桿左端掛兩個鉤碼，其力為2G，力臂為3格．右端力臂為3格，則力F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$，即右端要掛2個鉤碼．
由杠桿的平衡條件F₁L₁不變，F(xiàn)₂L₂成反比；
根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進行描點，并用平滑的曲線連接起來，如圖所示：

故答案：（1）左；（2）3；（3）變大；阻力和阻力臂不變時，動力臂會變小；（4）如上圖．

點評 本題考查了杠桿平衡條件的實驗，作圖以及根據(jù)杠桿平衡條件計算；當杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變小．