Question

【題目】小夢用刻度均勻的輕質(zhì)杠桿、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的若干個(gè)鉤碼（每個(gè)鉤碼重0.5N），探究“杠桿平衡條件”。

(1)如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將平衡螺母向______（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿水平平衡；

(2)小夢先將杠桿調(diào)至水平位置平衡，在左右兩側(cè)各掛如圖乙所示的鉤碼后，杠桿的______（選填“左”或“右”）端下降。要使杠桿重新在水平位置平衡，如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點(diǎn)位置，只需將______即可；

(3)小夢還想探究當(dāng)動力和阻力在杠桿同側(cè)時(shí)杠桿的平衡情況，于是她將杠桿左側(cè)的所有鉤碼拿掉，結(jié)果杠桿轉(zhuǎn)至豎直位置，如圖丙所示，小麗在A點(diǎn)施加一個(gè)始終水平向右的拉力F，卻發(fā)現(xiàn)無論用多大的力都不能將杠桿拉至水平位置平衡，你認(rèn)為原因是______；

(4)他們認(rèn)為(3)問中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不變，OA長L，將杠桿從豎直位置拉著轉(zhuǎn)過30°的過程中，拉力F做功為______（寫表達(dá)式）。

Answer 1

【答案】右 左端 左邊取下兩個(gè)鉤碼掛在右端兩個(gè)鉤碼下 水平位置時(shí)動力臂為零杠桿無法平衡 FL

【解析】

(1)[1]如圖甲所示，杠桿左邊低，說明杠桿重心偏左，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向右調(diào)節(jié)，直至杠桿在水平位置平衡，重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就使杠桿自重對杠桿的平衡不產(chǎn)生影響；力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，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，便于測量力臂。

(2)[2]每個(gè)鉤碼重0.5N，杠桿上每格長L，由圖乙，左側(cè)力與力臂的乘積

右側(cè)力與力臂的乘積

因?yàn)?/span>

所以杠桿左側(cè)下降。

[3]如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點(diǎn)位置，若要杠桿平衡，左側(cè)取下n個(gè)鉤碼掛到右側(cè)，則

解得

即需將左側(cè)2個(gè)鉤碼掛到右側(cè)即可。

(3)[4]如圖丙，將杠桿左側(cè)的所有鉤碼拿掉，在A點(diǎn)施加一個(gè)始終水平向右的拉力F，當(dāng)杠桿拉到水平位置時(shí)，F的力臂通過支點(diǎn)，即力臂為0，根據(jù)杠桿平衡條件所以始終不能平衡。

(4)[5]由圖丙杠桿從豎直位置轉(zhuǎn)過30°的過程，F水平移動距離為OA長的一半，即， 所以拉力F做的功