Question

小華在驗證杠桿平衡條件的實驗中：
（1）實驗前沒有掛鉤碼和彈簧測力計時，發現杠桿左端高、右端低，要使其在水平位置平衡，應將杠桿左端的平衡螺母向________調節，這一調節過程的目的是為了使杠桿的________對杠桿平衡不產生影響，這時杠桿重力的力臂為________．
（2）如圖所示，小華調節左邊鉤碼的個數和位置，使杠桿水平平衡，測出彈簧測力計中拉力F₁=1.2N，三個鉤碼的總重力G=1.5N；OA=30cm，OB=20cm．他將所得數據直接代入杠桿平衡條件的公式中，發現F₁×OA和G×OB并不相等，從而認為杠桿的平衡條件不一定是“動力×動力臂=阻力×阻力臂”．小華的失誤是________．
（3）在圖中，若B處的鉤碼不變，小華將彈簧測力計由A處移到C處，OC=10cm，施加一個豎直方向的力，仍使杠桿在水平位置平衡，則這個力的方向應豎直________，大小為________N．
（4）在圖中，若B處所掛鉤碼的重力是2.5N，小華不用彈簧測力計，應將重2N的鉤碼移到O點右側________cm處，杠桿在水平位置仍然平衡．

Answer 1

解：（1）杠桿重心左移應將平衡螺母向左調節，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零．
（2）圖中，拉力F₁的方向與水平杠桿不垂直，只有力的方向與杠桿垂直時，力臂才能從杠桿上直接讀出來，所以小華會得出錯誤的結論．
（3）由F₂=1.5N，OB=20cm，OC=10cm
根據杠桿的平衡條件：F₁?OC=F₂?OB
∴F₁===3N
由于支點不在動力和阻力中間，因此動力和阻力方向相反
∴拉力的方向豎直向上．
（4）由F₂=2.5N，F₁=2N，OB=20cm，
根據杠桿的平衡條件：F₁?OD=F₂?OB，
即：2N×OD=2.5N×20cm，
∴OD=25cm．
故答案為：
（1）左；重力；0；
（2）把OA當成了F₁的力臂；
（3）向上；3；
（4）25．
分析：（1）杠桿左端高右端低，說明杠桿的重心在支點右側，調節平衡螺母應使杠桿重心左移．當杠桿在不掛鉤碼時處于水平平衡狀態時，杠桿的重心在支點上，杠桿的重力力臂為0，避免了杠桿重力對杠桿平衡的影響．
（2）由圖可見，拉力F₁的方向與杠桿不垂直，因此力臂不等于OA的長度，只有拉力方向與杠桿垂直時，拉力的力臂才等于支點到動力作用點的距離．
（3）當彈簧測力計從A處移到C處，支點位于動力和阻力的右側，因此拉力的方向和鉤碼重力的方向相反，根據杠桿平衡條件就可以計算出拉力的大�。�
（4）根據杠桿的平衡條件，計算出右邊力臂的大�。�
點評：本題考查了杠桿平衡的條件，在實驗中我們應首先調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂；用彈簧測力計時，應注意豎直方向拉動測力計；杠桿平衡的條件就是動力×動力臂=阻力×阻力臂．