Question

14．利用如圖所示的裝置來(lái)探究“杠桿的平衡條件”．
（1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿如圖甲所示，可將杠桿兩端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是可以直接從杠桿上讀出力臂的大�。�
（2）杠桿平衡后，如圖乙所示，在杠桿B點(diǎn)掛3個(gè)相同的鉤碼，可在杠桿的D點(diǎn)掛4個(gè)相同的鉤碼，就可使杠桿重新在水平位置平衡．

（3）保持B點(diǎn)鉤碼數(shù)量和力臂不變，杠桿在水平位置平衡時(shí)，測(cè)出多組動(dòng)力臂l₁和動(dòng)力F₁的數(shù)據(jù)，繪制了l₁-F₁的關(guān)系圖象，如圖丙所示．請(qǐng)根據(jù)圖象推算，當(dāng)l₁為0.6m時(shí)，F(xiàn)₁為0.5N，F(xiàn)₁跟l₁成反比．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，左邊下沉往右調(diào)；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小，杠桿的重心通過支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響，使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單化，便于探究；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件做出解答．
（3）由于此題中的阻力和阻力臂不變，故據(jù)杠桿的平衡條件分析即可解決．

解答 解：（1）杠桿不在水平位置，左端向下傾斜，右端上翹，故應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，便于測(cè)量力臂大�。�
（2）設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，一格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，
根據(jù)杠桿平衡條件可知：3G×4L=F_D×3L，所以F_D=4G，即需在D點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼；
（3）保持B點(diǎn)鉤碼數(shù)量和力臂不變，即阻力和阻力臂不變，由F₁L₁=F₂L₂可知，利用圖象中任意一組數(shù)據(jù)都能得出F₂L₂=F₁L₁=0.1m×3N=0.3N•m，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，F(xiàn)₁跟l₁成反比；
則當(dāng)L₁為0.6m時(shí)，F(xiàn)₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{0.3N•m}{0.6m}$=0.5N；
故答案為：（1）右；力臂的大��；（2）4；（3）0.5；反．

點(diǎn)評(píng) 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)．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．