Question

8．在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，所用的器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個．
（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，此時杠桿自身重力的力臂為0；這樣杠桿自身重力對杠桿的平衡就不起作用了，從而消除了杠桿自重對實驗帶來的影響．
（2）實驗過程中，將鉤碼選于圖中A點，保持鉤碼對杠桿的拉力（阻力）、阻力臂不變，在支點O右側(cè)不同位置，用彈簧測力計施加豎直向下的拉力（動力），使杠桿水平平衡，測出每一組動力臂l₁和對應(yīng)的動力F₁，并記錄在表中．請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中繪制出l₁與F₁的圖象，根據(jù)圖象中實驗數(shù)據(jù)可知，當(dāng)阻力與阻力臂一定時，動力與動力臂成反比；

次數(shù)	動力F1/N	動力臂l1/m
1	0.5	0.60
2	1.0	0.30
3	1.5	0.20
4	2.0	0.15
5	3.0	0.10

（3）實驗中小明發(fā)現(xiàn)，保持杠桿處于水平平衡，當(dāng)彈簧測力計的拉力方向偏離豎直方向時，彈簧測力計的拉力會變大，原因是拉力的力臂變小．

Answer 1

分析 （1）杠桿傾斜時，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)；實驗前先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過支點，從而可以不考慮杠桿的重力對其轉(zhuǎn)動的影響；
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進行描點，并用平滑的曲線連接起來；
阻力和阻力臂的乘積不變時，從圖象中選擇動力和動力臂的對應(yīng)值，得出動力跟動力臂的乘積也不變，并求出動力與動力臂的乘積，然后寫出動力F與動力臂L的關(guān)系，從而進一步得出當(dāng)L₁為0.5m時，F(xiàn)₁的大小；
（3）當(dāng)力傾斜作用在杠桿上，杠桿在水平位置平衡，力臂不在杠桿上，力臂變小，阻力和阻力臂不變，彈簧測力計的拉力會變大．

解答 解：（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，保持水平靜止，這樣做的好處是：杠桿所受重力的作用線通過支點，重力的力臂為0，重力對杠桿的轉(zhuǎn)動不產(chǎn)生影響；
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進行描點，并用平滑的曲線連接起來，如圖所示：

由題意可知，阻力與阻力臂的乘積保持不變，根據(jù)杠桿平衡條件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=0.5N×0.6m=0.3N•m；
所以，可得出：當(dāng)阻力與阻力臂一定時，動力與動力臂成反比；
（3）保持杠桿處于水平平衡，當(dāng)彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，拉力的力臂變小，但是阻力和阻力臂均不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，彈簧測力計的拉力會變大．
故答案為：（1）0；（2）如上圖所示；成反比；（3）拉力的力臂變小．

點評 本題考查了杠桿平衡條件的實驗，作圖以及根據(jù)杠桿平衡條件計算；當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變�。�