Question

3．小明用杠桿、一盒鉤碼和彈簧測力計等器材，做“探究杠桿平衡條件”的實驗．

（1）實驗開始時，杠桿的位置如圖甲所示．為使杠桿在水平位置平衡，應將右端的平衡螺母向右移動；或?qū)⒆蠖说钠胶饴菽赶蛴乙苿樱ㄟx填“左”或“右”）．
（2）本實驗中，要將杠桿調(diào)到水平位置靜止的目的有兩個，分別是：便于測量力臂和避免杠桿自重對實驗的影響．
（3）小明調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后，在杠桿左側(cè)掛2個鉤碼，圖乙所示．要使杠桿水平平衡，應在A處掛1個鉤碼．
（4）小明再次在杠桿的兩端掛上鉤碼，杠桿的狀態(tài)如圖丙所示．小明又調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿恢復水平平衡．然后記錄下動力、阻力、動力臂和阻力臂的數(shù)值．他分析實驗數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)得不到正確的“杠桿的平衡條件”，其原因是：掛上鉤碼后，再次調(diào)節(jié)平衡螺母．
（5）當彈簧測力計由豎直向上拉杠桿變成斜向上拉，如圖丁所示．若杠桿仍在水平位置靜止，則彈簧測力計的示數(shù)一定變大（選填“變大”、“不變”或“變小”）．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使平衡螺母向上翹的一端移動，使杠桿在水平位置平衡．
（2）使杠桿在水平位置平衡，此時力與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；此時杠桿的重心通過支點，可消除杠桿自重對實驗的影響．
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件可以求出在A處掛鉤碼的個數(shù)．
（4）調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡后，就不能再移動平衡螺母，依靠改變鉤碼的數(shù)量和位置來使杠桿在水平位置重新平衡．
（5）阻力和阻力臂不變，根據(jù)題意判斷動力臂如何變化，然后由平衡條件判斷彈簧測力計示數(shù)如何變化．

解答 解：（1）如圖，杠桿的右端上翹，為使杠桿在水平位置平衡，應將右端的平衡螺母向右移動；或?qū)⒆蠖说钠胶饴菽赶蛴乙苿樱?br />（2）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；此時杠桿的重心通過支點，可消除杠桿自重對實驗的影響．
（3）設一個鉤碼的重力為G，杠桿一個小格代表L，圖乙中，杠桿的左端：2G×2L=4GL，A處的力臂為4L，杠桿的右端：F₂×4L=4GL，解得F₂=1G，即在A處掛1個同樣的鉤碼．
（4）若在杠桿的支點兩側(cè)上掛上鉤碼后，杠桿不在水平位置平衡，此時不能再移動平衡螺母，應該改變鉤碼的數(shù)量或位置，使杠桿在水平位置重新平衡；而小紅杠桿上掛鉤碼后，又調(diào)節(jié)了平衡螺母．
（5）由圖示可知，當彈簧測力計向左傾斜時，力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，阻力和阻力臂不變，動力臂變小，動力變大，故彈簧測力計示數(shù)變大．
故答案為：（1）右；右；（2）測量力臂；杠桿自重對實驗的影響；（3）1；（4）掛上鉤碼后，再次調(diào)節(jié)平衡螺母；（5）變大．

點評 本題重點考查探究杠桿平衡條件的實驗調(diào)平和操作，要求平時做實驗時多加注意，鍛煉自己的實驗操作能力．正確理解杠桿的平衡條件是關鍵．