Question

9．利用如圖所示的裝置來(lái)探究“杠桿的平衡條件”．

（1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿如圖甲所示，可將杠桿右端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是可以直接從杠桿上讀出力臂．杠桿平衡后，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不可以（填“可以”或“不可以”）再旋動(dòng)兩側(cè)的螺母．
（2）杠桿平衡后，如圖乙所示，在杠桿B點(diǎn)掛3個(gè)相同的鉤碼，可在杠桿的D點(diǎn)掛4個(gè)相同的鉤碼，就可使杠桿重新在水平位置平衡．
（3）如圖乙所示，若用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大（填“變大”或“變小”或“不變”）．
（4）保持B點(diǎn)鉤碼數(shù)量和力臂不變，杠桿在水平位置平衡時(shí)，測(cè)出多組動(dòng)力臂l₁和動(dòng)力F₁的數(shù)據(jù)，繪制了l₁-F₁的關(guān)系圖象，如圖丙所示．請(qǐng)根據(jù)圖象推算，當(dāng)l₁為0.6m時(shí)，F(xiàn)₁為0.5N．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，左邊下沉往右調(diào)；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小，杠桿的重心通過(guò)支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響，使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單化，便于探究；杠桿平衡后，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不可以再旋動(dòng)兩側(cè)的螺母；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件做出解答
（3）在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，要求使杠桿在水平位置平衡，同時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向也要求在豎直方向，這是為了能在杠桿上直接讀出力臂的長(zhǎng)，如果力的方向不豎直，則力臂會(huì)相應(yīng)變小，力會(huì)變大．
（4）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．

解答 解：（1）杠桿不在水平位置，左端向下傾斜，右端上翹，故應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，便于測(cè)量力臂大�。桓軛U平衡后，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不可以再旋動(dòng)兩側(cè)的螺母；
（2）設(shè)一鉤碼重為G，一格為L(zhǎng)，根據(jù)杠桿平衡條件可知：3G×4L=F_D×3L，所以F_D=4G，需在D點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼；
（3）由圖可知，若彈簧測(cè)力計(jì)向右傾斜時(shí)，拉力不再與杠桿垂直，這樣力臂會(huì)相應(yīng)變短，根據(jù)杠桿的平衡條件，阻力與阻力臂不變，拉力會(huì)相應(yīng)變大，才能使杠桿仍保持平衡．
（4）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(shí)，F(xiàn)₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{0.3N•m}{0.6m}$=0.5N；
故答案為：（1）右；力臂；不可以；（2）4；（3）變大；（4）0.5．

點(diǎn)評(píng) （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡和調(diào)節(jié)天平橫梁平衡的操作方法是相同的，都是將平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)．
（2）杠桿平衡條件，在杠桿平衡問(wèn)題中有廣泛的應(yīng)用，一定要熟練掌握；