2.小明和小紅一起做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn):
(1)當(dāng)桿杠靜止在圖甲所示的位置時,桿杠處于平衡(選填“平衡”或“不平衡”)狀態(tài);如圖甲中,應(yīng)將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,這樣做是為了便于測量力臂.
(2)小紅在杠桿的兩端加掛鉤碼,并移動鉤碼,使杠桿在水平位置平衡,如圖乙所示,
并測出力臂.多次實(shí)驗(yàn)并把數(shù)據(jù)記錄在表格中.
次數(shù) | F1/N | l1/cm | F2/N | l2/cm |
l | 1 | 10 | 2 | 5 |
2 | 2 | 10 | 1 | 20 |
3 | 2 | 15 | 3 | 10 |
得出了杠桿平衡條件:“動力×動力臂=阻力×阻力臂”.但是小明按現(xiàn)有的方案操作卻得出如下結(jié)論:“動力×支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”這個結(jié)論與杠桿平衡條件不符,怎樣幫小明解決疑惑,接下來你可以通過B實(shí)驗(yàn)步驟,測量相關(guān)數(shù)據(jù).
A.改變力的大小
B.改用彈簧測力計(jì)改變力的方向
C.改變力的作用點(diǎn)
D.改變平衡螺母的位置從而讓杠桿在水平位置重新平衡
(3)小紅將圖乙中杠桿兩側(cè)的鉤碼各取下一個,杠桿將左側(cè)會下降.(選填“仍能平衡”“右側(cè)
下降”或“左側(cè)下降”)
(4)小紅還想探究當(dāng)動力和阻力在杠桿同側(cè)時杠桿的平衡情況,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.小紅在A點(diǎn)施加一個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)為原因是水平位置的動力臂為零.
(5)接著,小明提出新的探究問題:“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn) 時,杠桿的平衡條件是否仍然成立?”于是小明利用如圖丁所示裝置進(jìn)行探究,在杠桿D點(diǎn)處掛上2個鉤碼,用彈簧測力計(jì)在C點(diǎn)處豎直向上拉使杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài),此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示,則彈簧測力計(jì)的拉力是3.3 N.以彈簧測力計(jì)的拉力為動力F
1′,鉤碼重力為阻力F
2′,多次調(diào)整力和力臂的大小進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn):F
1′L
1′總是 大于F
2′L
2′,其原因主要是受杠桿自重的影響.
(6)小明將圖丁中彈簧測力計(jì)拉力的作用點(diǎn)從C點(diǎn)移到E點(diǎn),使杠桿仍在水平位置平衡,如圖戊所示,請推算:此時彈簧測力計(jì)的拉力是1.1 N.