Question

【題目】探究杠桿的平衡條件

【提出問題】如圖1所示，是一種常見的桿秤．此時(shí)處于水平位置平衡．

發(fā)現(xiàn)一：小明在左側(cè)掛鉤上增加物體，可觀察到提紐左側(cè)下沉，他認(rèn)為改變杠桿的水平平衡可以通過改變作用在杠桿上的 來實(shí)現(xiàn)；

發(fā)現(xiàn)二：接著小新移動(dòng)秤砣使其恢復(fù)水平位置平衡，說明通過改變 的長(zhǎng)短也可以改變杠桿的平衡．

那么，杠桿在滿足什么條件時(shí)才平衡呢？

【制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)前，輕質(zhì)杠桿處于如圖2所示的狀態(tài)，使用時(shí)，首先應(yīng)將杠桿的平衡螺母向 （選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿處于水平位置平衡，這樣做的好處是 ．

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】如圖3所示，他們進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出杠桿的平衡條件是 ．

【拓展應(yīng)用】如圖4所示，是用手托起重物的示意圖，圖中前臂可以看作是一個(gè) 杠桿（選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”），此杠桿的支點(diǎn)是圖中的 點(diǎn)．假如托起6N的重物，請(qǐng)你根據(jù)圖4所示，估算出手臂要用的動(dòng)力大約是 N．

Answer 1

【答案】【提出問題】力；力臂；

【制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】右；便于測(cè)量力臂，并能消除杠桿自身重力的影響；

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】F1L1=F2L2；

【拓展應(yīng)用】費(fèi)力；C；48．

【解析】試題分析：【提出問題】小明在左側(cè)掛鉤上增加物體，改變了杠桿所受的力，改變了杠桿的平衡；

小新移動(dòng)秤砣改變秤砣對(duì)桿力的力臂，使其恢復(fù)水平位置平衡，說明通過改變力臂的長(zhǎng)短也可以改變杠桿的平衡；

【制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】圖2可知，杠桿的右端上翹，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿處于水平位置平衡，這樣做便于測(cè)量力臂，并能消除杠桿自身重力的影響；

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】圖3，設(shè)每個(gè)鉤碼的重力為G，每個(gè)小格的長(zhǎng)度為L，分析三次實(shí)驗(yàn)，甲圖：3G×3L=3G×3L；

乙圖：3G×2L=2G×3L；丙圖：4G×L=2G×2L；可得杠桿的平衡條件是：F1L1=F2L2；

【拓展應(yīng)用】圖4中，支點(diǎn)在C點(diǎn)，做出杠桿所受的力及對(duì)應(yīng)的力臂，如下圖：

由圖知，動(dòng)力臂小于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件，動(dòng)力大于阻力，為費(fèi)力杠桿；

由圖知，阻力臂大約為動(dòng)力臂的8倍，根據(jù)杠桿平衡條件：

F1==8F2=8×6N=48N．

故答案為：【提出問題】力；力臂；

【制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】右；便于測(cè)量力臂，并能消除杠桿自身重力的影響；

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】F1L1=F2L2；

【拓展應(yīng)用】費(fèi)力；C；48．