Question

16．小科同學(xué)在驗證杠桿平衡條件的實驗中：
（1）實驗前沒有掛鉤碼和彈簧測力計時，調(diào)節(jié)杠桿左端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
（2）在圖中，杠桿水平平衡后，小科調(diào)節(jié)左邊鉤碼的個數(shù)和位置，使杠桿水平平衡時，測出F₁=1.2牛，每個鉤碼重0.5N•OA=30厘米，OB=20厘米，他將所得數(shù)據(jù)直接代入杠桿平衡條件公式中，發(fā)現(xiàn)F₁×OA和F₂×OB并不相等，從而認(rèn)為杠桿的平衡條件不一定是F₁l₁=F₂l₂，小科的失誤是把OA當(dāng)成了F₁的力臂．
（3）在圖中，若B處的鉤碼不變，小科將彈簧測力計由A處移到C（OC=10厘米）處．施加一個豎直方向力．使杠桿在水平位置平衡，則這個力的方向應(yīng)豎直向上（選填“豎直向上”或“豎直向下”），大小為3N．
（4）在圖中，若B處的鉤碼不變，小科不用彈簧測力計，在A處掛2個鉤碼，杠桿在水平位置仍然平衡．（所使用的鉤碼重都相等，彈簧測力計的重不記）

Answer 1

分析 （2）杠桿在水平位置平衡，當(dāng)力豎直作用在杠桿上時，力臂在杠桿上；當(dāng)力傾斜拉動杠桿時，力臂不在杠桿上；
（3）當(dāng)彈簧測力計從A處移到C處，支點位于動力和阻力的右側(cè)，因此拉力的方向和鉤碼重力的方向相反，根據(jù)杠桿平衡條件就可以計算出拉力的大��；
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，可以求出在杠桿A處所掛鉤媽的個數(shù)．

解答 解：（2）杠桿在水平位置平衡，鉤碼掛在B點，F(xiàn)₂的力臂是OB，彈簧測力計傾斜拉動杠桿在水平位置平衡，F(xiàn)₁的力臂為OD，如右圖．小明認(rèn)為F₁的力臂為OA是錯誤的．
（3）由F₂=1.5N，OB=20cm，OC=10cm
根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁•OC=F₂•OB
所以F₁=$\frac{{F}_{2}×OB}{OC}$=$\frac{1.5N×20cm}{10cm}$=3N
由于支點不在動力和阻力中間，因此動力和阻力方向相反，由于重力的方向豎直向下，
所以拉力的方向豎直向上．
（3）已知OA=30厘米，OB=20厘米，設(shè)每個鉤碼的重力是G，
由杠桿平衡條件得：F_AL_A=F_BL_B，
則F_A=$\frac{{F}_{B}{L}_{B}}{{L}_{A}}$=$\frac{3G×2cm}{30cm}$=2G，則A處應(yīng)掛2個鉤碼；
故答案為：（2）把OA當(dāng)成了F₁的力臂；（3）豎直向上；3；（4）2．

點評 本題考查了杠桿平衡的條件，在實驗中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂；用彈簧測力計時，應(yīng)注意豎直方向拉動測力計；杠桿平衡的條件就是動力×動力臂=阻力×阻力臂．