Question

10．小亮和小強(qiáng)通過實(shí)驗(yàn)探究杠桿平衡時(shí)動(dòng)力與動(dòng)力臂的關(guān)系．
（1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿靜止在圖甲所示的位置，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)該將杠桿左端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)．
（2）小亮認(rèn)為，可以在杠桿兩側(cè)掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示；而小強(qiáng)認(rèn)為，可以用彈簧測力計(jì)取代一側(cè)的鉤碼進(jìn)行探究，如圖丙所示，你認(rèn)為誰的方案更好？為什么？小亮的方案更好，便于測量力臂．如果要使用丙圖的方案，為了方便測量力臂應(yīng)該注意的是：使彈簧測力計(jì)的拉力方向豎直向下．
（3）小亮在杠桿左側(cè)支點(diǎn)18cm處懸掛2個(gè)鉤碼并保持不變，多次改變支點(diǎn)右側(cè)的鉤碼個(gè)數(shù)，并使杠桿在水平位置平衡．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論；在阻力和阻力臂不變的情況下，動(dòng)力與動(dòng)力臂互成反比

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	阻力F2/N	阻力臂12/cm	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂11/cm
1	1	18	1.5	12
2	1	18	2	9
3	1	18	3	6

（4）如圖丁所示，一名工人正試圖用扳手?jǐn)Q下工件上一個(gè)緊固的螺母，盡管他使出了渾身的力氣，卻沒能成功，結(jié)合上面的結(jié)論，為了把螺母擰下，你給他的建議是在扳手的手柄上加上一個(gè)套筒（寫出一種即可）．

Answer 1

分析 （1）在調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，應(yīng)將平衡螺母向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)．
（2）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)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．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，觀察F₁×L₁與F₂×L₂有什么關(guān)系，從而得出結(jié)論．
（4）用輪軸時(shí)，輪半徑是軸半徑的幾倍，作用輪上的力就是軸上力的幾分之一．

解答 解：（1）由圖可知，杠桿的右端上翹，應(yīng)將平衡螺母向右端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡；
（2）力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，因此小亮的方案更好，如果要使用丙圖的方案，為了方便測量力臂應(yīng)該注意的是：使彈簧測力計(jì)的拉力方向豎直向下；
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)F₁×L₁=1.5N×12cm=2N×9cm=3N×6cm=F₂×L₂=1N×18cm，從而得出動(dòng)力與動(dòng)力臂互成反比；
（4）用輪軸時(shí)，輪半徑是軸半徑的幾倍，作用輪上的力就是軸上力的幾分之一，為了把螺母擰下，用了一個(gè)較長的套筒套在扳手柄上，相當(dāng)于加長了輪半徑，因此會(huì)更省力；
故答案為：（1）右；（2）小亮的方案更好，便于測量力臂；使彈簧測力計(jì)的拉力方向豎直向下；（3）動(dòng)力與動(dòng)力臂互成反比；（4）在扳手的手柄上加上一個(gè)套筒；

點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)考查探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)調(diào)平和操作，要求平時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)多加注意，鍛煉自己的實(shí)驗(yàn)操作能力．