Question

小明是學校科技小組的成員，他用身邊的一些器材做實驗來驗證杠桿的平衡條件：
①塑料直尺放在圓柱形水杯上，使其在水平位置平衡，如圖所示，則支點O與直尺的______一定在同一豎直線上．
②往直尺兩端放不同數量的相同硬幣，并調節硬幣位置，使直尺在水平位置平衡，如圖乙所示：
a．若將左、右兩側各取下一枚硬幣，則直尺______端將下沉．
b．小明測出乙圖中的l₁．l₂做為力臂的大小，是否正確？為什么？
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Answer 1

【答案】分析：①根據杠桿平衡的條件進行分析，支點在物體重心的豎直方向上；
②a．杠桿平衡，是因為動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂；現在比較左右兩端力與力臂的乘積，乘積較大的一端將下沉；
b．動力臂是從支點到動力作用線的垂直距離，阻力臂是從支點到阻力作用線的垂直距離，據此判斷．
解答：解：①因為杠桿平衡時，支點在杠桿重心的豎直方向上，因此調節杠桿平衡是使支點O與直尺的重心在同一豎直線上；
②a．設一枚硬幣的重力為G，左邊為動力和動力臂，則有2Gl₁=3Gl₂，所以l₁＞l₂；現將兩側各取下一枚硬幣，即為左邊為 Gl₁，右邊為 2Gl₂；所以Gl₁＜2Gl₂，直尺右端將下沉．
b．由圖可知，l₁和l₂分別是支點到硬幣邊緣的距離，不是到力的作用線的垂直距離，不是兩邊力臂的大小．
故答案為：①重心；②a．右；b．不正確，原因是l₁與l₂不是支點到硬幣重力作用線的垂直距離．
點評：用手中的現有物品（直尺、水杯、硬幣）作為實驗器材，探究杠桿的平衡條件，題目新穎，符合新課標的要求，好題！