Question

16．物理興趣小組的同學，利用如圖所示的裝置探究來“杠桿的平衡條件”．

（1）實驗前，將杠桿裝在支架上時，我們把質(zhì)點放在質(zhì)地均勻的杠桿中點，這樣做的目的是消除杠桿自重對實驗的影響；在實驗前應調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測量力臂．
（2）若掛鉤碼前杠桿出現(xiàn)如圖甲所示的情況，這時應將杠桿兩端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，以使杠桿在水平位置平衡．
（3）調(diào)節(jié)完畢后，當在杠桿B點掛3個質(zhì)量相同的鉤碼，如圖乙所示，那么在杠桿的D點掛4個質(zhì)量相同的鉤碼，才能使杠桿恢復在水平位置平衡． 當杠桿平衡后，將B、D兩點下方所掛的鉤碼同時向支點O靠近1個格，那么杠桿不能（選填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡．
（4）實驗中若不在D點掛鉤碼，而在杠桿A點或C點使用彈簧測力計使扛桿在水平位置平衡，為使彈簧測力計的示數(shù)最小，應使彈簧測力計掛在A點，且拉力的方向是豎直向上（垂直杠桿向上）．

Answer 1

分析 （1）①探究杠桿平衡條件時，杠桿的重心在支點上，目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；
②使杠桿在水平位置平衡，此時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）在調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時，平衡螺母向上翹的一端移動；
（3）設一個鉤碼重為G，杠桿一個小格是L，根據(jù)杠桿平衡條件判斷在D點掛鉤碼的數(shù)量；
根據(jù)杠桿平衡條件判斷是否平衡；
（4）阻力和阻力臂一定時，要使動力最小，動力臂要最大，在D點施加一個豎直向上的力，根據(jù)杠桿平衡條件求出拉力大�。�

解答 解：
（1）①杠桿重心在其支點處，杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；
②力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，便于測量力臂；
（2）如圖甲，杠桿的右端上翹，無論左端或右端的平衡螺母都要向上翹的右端移動；
（3）一個鉤碼的重力為G，設杠桿一個小格代表L，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得：3G×4L=nG×3L，解得：n=4；
當杠桿平衡后，將B、D兩點下方所掛的鉤碼同時向支點O靠近1個格，
則杠桿左端：F₁L₁=3G×3L=9GL，杠桿右端：F₂L₂=4G×2L=8GL，
則F₁L₁≠F₂L₂，即杠桿不能在水平位置保持平衡；
（4）根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知：在阻力和阻力臂一定時，要使動力最小，動力臂要最大；
由圖可知：在杠桿的A點或C點中A點的力臂最長，則施加的力最小，拉力方向豎直向上．
故答案為：（1）消除杠桿自重對實驗的影響；便于測量力臂；（2）右；（3）4；不能；（4）A；豎直向上（垂直杠桿向上）．

點評 本題考查了杠桿平衡條件的實驗及其應用，關鍵是分析出杠桿所受的力及對應的力臂，將已知條件代入便可；力豎直作用在杠桿上，力臂最長，力最�。�