Question

15．小明在探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中．

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	動(dòng)力 F1 /N	動(dòng)力臂 l1 /cm	阻力 F2 /N	阻力臂 l2 /cm
1	2.0	5	1.0	10
2	2.0	10	2.0	10
3	3.0	10	2.0	15

（1）杠桿在支架上的狀態(tài)如圖1所示，此時(shí)應(yīng)把平衡螺母向左（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持其水平并靜止．這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測量力臂．
（2）小明在杠桿兩邊掛鉤碼（每個(gè)鉤碼相同），不斷改變動(dòng)力或動(dòng)力臂的大小，調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿重新平衡，記錄數(shù)據(jù)如上表．分析表中的數(shù)據(jù)，得出杠桿的平衡條件是F₁L₁=F₂L₂．
（3）在圖2，杠桿質(zhì)量不計(jì)，杠桿每格的距離均相等．當(dāng)A處掛4個(gè)鉤碼，在B處掛3個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿在水平位置仍然平衡；若A、B兩處的鉤碼均向支點(diǎn)O移動(dòng)兩格后，杠桿將向右（填“左”或“右”）端傾斜．
（4）在圖3，A處鉤碼重2N，在C處用彈簧測力計(jì)斜向下拉．當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)將大于（填“大于”、“等于”或“小于”）3N．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點(diǎn)右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心左移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來．
（2）杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．
（3）設(shè)杠桿分度值是L，一個(gè)鉤碼重是G，根據(jù)杠桿平衡條件求出鉤碼數(shù)量；
力和力臂的乘積大的一端下沉；
（4）當(dāng)彈簧測力計(jì)斜著拉時(shí)，其力臂小于杠桿長，根據(jù)杠桿平衡條件分析出答案．

解答 （1）由圖可知，杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實(shí)驗(yàn)的影響；力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，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．
（2）從實(shí)驗(yàn)表格中可知，三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都滿足：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．（或F₁L₁=F₂L₂）．
（3）設(shè)杠桿分度值是L，一個(gè)鉤碼重是G，所以4G×3L=nG×4L，所以n=3（個(gè)）；
若A、B兩處的鉤碼均向支點(diǎn)O移動(dòng)兩格后，則有4G×L＜3G×2L，所以杠桿右端下沉；
（4）當(dāng)彈簧測力計(jì)在圖3所示的C位置豎直向下拉時(shí)，根據(jù)杠桿平衡條件得，2N×3L=F×2L，則拉力應(yīng)該是3N；斜向下拉時(shí)，阻力和阻力臂一定，動(dòng)力臂變小，所以動(dòng)力變大，故當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)將大于3N．
故答案為：
（1）左；水平；力臂；
（2）F₁l₁=F₂l₂；
（3）3；右；
（4）大于．

點(diǎn)評 （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡和調(diào)節(jié)天平橫梁平衡的操作方法是相同的，都是將平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)；
（2）杠桿平衡條件，在杠桿平衡問題中有廣泛的應(yīng)用，一定要熟練掌握．