Question

在探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的裝置．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在______位置平衡．
（2）若不計(jì)杠桿質(zhì)量和摩擦且杠桿刻度均勻，每個(gè)鉤碼都相同，在C點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼時(shí)，在D點(diǎn)應(yīng)掛______個(gè)鉤碼，杠桿才能恢復(fù)平衡．
（3）若鉤碼所掛位置不動(dòng)，將左邊的鉤碼拿掉一個(gè)，要使杠桿仍保持平衡狀態(tài)，應(yīng)將右邊的鉤碼拿掉______個(gè)．
（4）由此，總結(jié)出杠桿的平衡條件為：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂；
（2）設(shè)杠桿每格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，每個(gè)鉤碼重為G，左側(cè)C點(diǎn)力矩（力與力臂的乘積）為8GL；要使杠桿平衡，右側(cè)D點(diǎn)力矩也應(yīng)為8GL；
（3）左邊鉤碼拿掉一個(gè)，力矩變?yōu)?GL；要使杠桿保存平衡，則右側(cè)力矩也應(yīng)為4GL；
（4）由（2）、（3）可得出杠桿平衡的條件；
解答：解：（1）為了方便的讀出力臂，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
（2）設(shè)杠桿每格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，每個(gè)鉤碼重為G，左側(cè)C點(diǎn)力矩為2G×4L=8GL；右側(cè)D點(diǎn)力臂為2L，要使杠桿平衡，所以，需在D點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼，即4G×2L=8GL；
（3）鉤碼所掛位置不動(dòng)，將左邊的鉤碼拿掉一個(gè)，左邊力矩變?yōu)?G×4L=4GL；右側(cè)D點(diǎn)力臂為2L，要使杠桿仍保持平衡狀態(tài)，應(yīng)將右邊的鉤碼拿掉2個(gè)鉤碼，即2G×2L=4GL；
（4）由（2）、（3）可得出，杠桿的平衡條件為：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．
故答案：（1）水平；（2）4；（3）2；（4）動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了杠桿平衡的條件，重力的方向是豎直向下的，而力臂又是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的垂直距離，因此，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣可以從杠桿上直接讀出力臂．杠桿平衡的條件就是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．