Question

1．如圖所示，杠桿甲、乙在F₁、F₂的作用下都處于靜止狀態．

（1）此時的杠桿乙是否處于平衡狀態？是（選填“是”或“否”），你判斷的依據是杠桿乙在F₁、F₂的作用下處于靜止狀態；在探究杠桿平衡條件的過程中，我們把支點放在質地均勻的杠桿中間，這樣做的目的是消除杠桿自重對實驗的影響；實驗時，首先調節杠桿兩端的平衡螺母，并使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測量力臂．
（2）杠桿甲的力臂可以直接從杠桿的刻度讀出（杠桿的刻度每格5cm）：L₁=20cm，阻力臂L₂=10cm．
（3）在圖甲中：若F₁=2N，則F₂=4N；你的計算依據是F₁L₁=F₂L₂．
（4）在圖乙中分別畫出動力臂L₁和阻力臂L₂．

Answer 1

分析 （1）杠桿的平衡狀態與物體的平衡狀態相類似，都包括靜止狀態；杠桿的不再是勻速直線運動，而是勻速轉動．
（2）從支點到力的作用線的距離即為力臂．
（3）杠桿的平衡條件是：動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂，用公式表示為F₁L₁=F₂L₂．
（4）力臂是從支點到力的作用線的距離，做出動力和阻力作用線，從支點到兩作用線的距離即為動力臂和阻力臂．

解答 解：（1）杠桿的平衡狀態包括兩種：靜止狀態或勻速轉動狀態，由題意可知，杠桿乙在F₁、F₂的作用下處于靜止狀態，故可判斷此時的杠桿乙處于平衡狀態；
在探究杠桿平衡條件的過程中，我們把支點放在質地均勻的杠桿中間，這樣做的目的是消除杠桿自重對實驗的影響；
實驗時，首先調節杠桿兩端的平衡螺母，并使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測量力臂．
（2）杠桿甲的動力臂L₁=20cm，阻力臂L₂=10cm．
（3）根據杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，2N×20cm=F₂×10cm，則F₂=4N．
（4）已知支點為O，過點O作力F₁的垂線段L₁，作力F₂的垂線段L₂，那么L₁、L₂即為所求作的力臂，如圖所示：

故答案為：（1）是；杠桿乙在F₁、F₂的作用下處于靜止狀態；消除杠桿自重對實驗的影響；便于測量力臂；（2）20；10；（3）4；F₁L₁=F₂L₂；（4）如上圖．

點評 本題主要考查對杠桿平衡條件的記憶，杠桿的平衡條件是指杠桿處于靜止或勻速轉動狀態時，動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂．