Question

14．在“探究杠桿平衡條件的實驗”中，小軍同學(xué)現(xiàn)將刻度均勻的杠桿在水平位置調(diào)節(jié)平衡．如圖甲所示，然后按照下面的實驗步驟進行操作：
①當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，測出多組動力臂L和動力F的數(shù)據(jù)，繪制了L-F的關(guān)系圖象．如圖乙所示，請根據(jù)圖象計算，當(dāng)L為0.6m時，F(xiàn)為0.5N；在圖丙中當(dāng)杠桿平衡后，將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時朝遠離支點O方向移動一小格，則杠桿將順時針轉(zhuǎn)動（選填“順時針轉(zhuǎn)動”或“逆時針轉(zhuǎn)動”、“仍保持靜止不動”）
②如圖丁所示，已知每個鉤碼重0.5N，杠桿上每個小格長度為2cm，當(dāng)彈簧測力計在C點斜上拉（與水平方向成30℃角）杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，彈簧測力計示數(shù)的大小為3N

Answer 1

分析 ①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；根據(jù)杠桿平衡條件判斷是否平衡；
②當(dāng)彈簧測力計在C點斜向上拉（與水平方向成30°角）動力臂是$\frac{1}{2}$OC，根據(jù)杠桿的平衡條件求出彈簧測力計的讀數(shù)．

解答 解：①由于此題中的阻力和阻力臂不變，據(jù)F₁L₁=F₂L₂可知，利用圖象中任意一組數(shù)據(jù)都能得出，F(xiàn)₂L₂=F₁L₁=0.1m×3N=0.3N•m；
故若當(dāng)L₁為0.6m時，F(xiàn)₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{0.3N•m}{0.6m}$=0.5N；
設(shè)杠桿每個格的長度為L，每個鉤碼的重力為G，根據(jù)杠桿的平衡條件：F_AL_A=F_BL_B，即4G×3L=F_B×2L，解得F_B=6G，需掛6個鉤碼；
若A、B兩點的鉤碼同時向遠離支點的方向移動一個格，則左側(cè)4G×4L=16GL，右側(cè)6G×3L=18GL，因為16GL＜18GL 杠桿不能平衡，右側(cè)下沉，順時針轉(zhuǎn)動；
②當(dāng)彈簧測力計在C點斜向上拉（與水平方向成30°角）杠桿，此時動力臂等于$\frac{1}{2}$OC=$\frac{1}{2}$×4×2cm=4cm；根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂得F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{4×0.5N×3×2cm}{4cm}$=3N．
故答案為：①0.5；順時針轉(zhuǎn)動；②3．

點評 此題是探究杠桿平衡實驗，考查了杠桿的調(diào)平及杠桿平衡條件的應(yīng)用，在利用平衡條件公式時，要注意分析力和對應(yīng)的力臂．