Question

4．在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，杠桿刻度均勻，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量都相等．

（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，杠桿如圖甲所示處于靜止?fàn)顟B(tài)．為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將兩端的平衡螺母向左移動(dòng)（選填“左”或“右”）．
（2）調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后，如圖乙所示，在M點(diǎn)掛上2個(gè)鉤碼，在N點(diǎn)掛上3個(gè)鉤碼．此時(shí)，杠桿在水平位置是否平衡：不平衡（選填“平衡”或“不平衡”）．
（3）用彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼配合使用，也可以研究杠桿平衡條件．如圖丙所示，若每個(gè)鉤碼的質(zhì)量是50g，則可用量程為0～5N的彈簧測(cè)力計(jì)在B處（選填“A”、“B”或“C”）豎直向上拉杠桿，使其在水平位置平衡，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

Answer 1

分析 （1）如果杠桿左端下沉，應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母，如果杠桿右端下沉，應(yīng)向左調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在平衡位置平衡；
（2）杠桿是否平衡，取決于兩邊力和力臂的乘積是否相等，若F₁L₁=F₂L₂，杠桿平衡；若F₁L₁≠F₂L₂，杠桿就不平衡，會(huì)沿力和力臂成積大的力的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；
（3）左側(cè)鉤碼對(duì)杠桿的作用力向下，使杠桿沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則彈簧測(cè)力計(jì)施加的力使杠桿沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，保持杠桿平衡；杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂計(jì)算出彈簧秤的示數(shù)，判斷彈簧測(cè)力計(jì)的位置．

解答 解：
（1）圖甲中，杠桿右端下沉，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿兩端的螺母向左調(diào)；
（2）圖乙中，設(shè)一格為L(zhǎng)，一個(gè)鉤碼重G，則有2G×4L＜3G×3L，即右邊的力和力臂的乘積大于左邊的力和力臂的乘積，杠桿不能在水平位置平衡，會(huì)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)；
（3）圖丙中，鉤碼對(duì)杠桿的作用力使杠桿沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)欲用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直向上的力拉杠桿，要保持杠桿保持平衡狀態(tài)，則彈簧測(cè)力計(jì)的作用力應(yīng)使杠桿沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以要作用在杠桿的左端；
丙圖中鉤碼的重力G=mg=4×0.05kg×10N/kg=2N；
由杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得：
如果拉力在A點(diǎn)，則F=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{2N×3L}{1L}$=6N，因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)的量程為0～5N，拉力超過(guò)了測(cè)力計(jì)的量程；
如果拉力在B點(diǎn)，則F=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}′}$=$\frac{2N×3L}{5L}$=1.2N，拉力沒(méi)有超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的路程，故彈簧測(cè)力計(jì)在B處豎直向上拉杠桿，可以使其在水平位置平衡，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
故答案為：（1）左；（2）不平衡；（3）B．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查對(duì)“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的了解．杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂；運(yùn)用此條件進(jìn)行杠桿平衡的計(jì)算．