Question

3．在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干．

（1）將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．應把杠桿兩端的平衡螺母向左移動，直到杠桿在水平位置靜止，這樣做的好處是便于測量力臂．
（2）如圖甲所示，在平衡的杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼時杠桿恰好在水平位置平衡，可得出杠桿平衡應滿足的條件是F₁L₁=F₂L₂ ．
（3）如圖乙所示，杠桿在水平位置靜止，現(xiàn)將彈簧測力計向左傾斜，仍使杠桿保持在水平位置靜止，彈簧測力計的示數(shù)將變大．
（4）圖丙是古代護城河上安裝的吊橋示意圖，人通過定滑輪將吊橋緩慢拉起．在剛開始拉起吊橋到吊橋豎直的過程中，拉力的力臂變化是先變大后變小，拉力與其力臂的乘積變化情況是變�。�

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點右側，調(diào)節(jié)平衡螺母應使杠桿重心左移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時，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）杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂；
（3）當彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，動力臂變小，阻力和阻力臂不變，由此分析彈簧測力計示數(shù)的變化；
（4）根據(jù)支點的位置，找出動力臂和阻力臂，由圖可知，吊橋升起過程中，重力（阻力）不變，阻力臂一直減小，而動力臂先大后小，根據(jù)杠桿的平衡條件分析解答．

解答 解：
（1）杠桿重心左移，應將平衡螺母（左端和右端的平衡螺母調(diào)節(jié)方向一致）向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就可忽略杠桿的自重對實驗的影響；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；
（2）杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
（3）當彈簧測力計傾斜拉動杠桿在水平位置平衡，阻力和阻力臂不變，動力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件，動力增大，所以彈簧測力計示數(shù)增大；
（4）當?shù)鯓虮坏跗鸬倪^程中，如圖中虛線位置（1）所示：

一開始動力臂小于橋長，當橋與繩垂直時，動力臂最大，隨后動力臂又變小，即拉力的力臂L先增加后減��；
吊橋重力的力臂L′在減小，重力不變，則GL′在減小；根據(jù)杠桿的平衡條件：FL=GL′可知，F(xiàn)L在減�。�
故答案為：（1）左；便于測量力臂；（2）F₁L₁=F₂L₂ ；（3）變大；（4）先變大后變��；變�。�

點評 本題考查杠桿平衡的調(diào)節(jié)方法及平衡條件的應用；對于動態(tài)變化的杠桿問題，可以取變化過程中的幾個特殊狀態(tài)進行分析比較，從而得出結論．