Question

16．如圖所示，小紅在研究“杠桿平衡條件”的實驗中所用的器材有：杠桿、支架、刻度尺、細線和若干個質量相同的鉤碼．

（1）在實驗過程中，調節杠桿在水平位置平衡的目的為了方便測量力臂．
（2）杠桿調節平衡后，小紅在杠桿上A點處掛4個鉤碼，如圖甲所示，為使杠桿重新平衡，應在B 點掛6個鉤碼．
（3）小紅按現有方案經多次試驗后，得出如下結論：“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”．這個結論與杠桿平衡條件不符，原因是實驗過程中B（填字母）．
A．沒有改變力的大小     B．沒有改變力的方向       C．沒有改變力的作用點
（4）如圖乙所示，若用彈簧測力計在C處豎直向上拉，每個鉤碼質量為50g，g=10N/kg，則彈簧測力計示數為3N，當彈簧測力計逐漸向右傾斜時，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數將變大（變大/變小/不變），其原因是彈簧秤拉力的力臂變小．

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，此時力與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
（2）由圖示求出動力臂與阻力臂，然后由杠桿平衡條件求出鉤碼的個數；
（3）從支點到動力作用線的垂直距離叫動力臂；從支點到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂；
（4）根據杠桿的平衡條件求出彈簧測力計的示數；阻力和阻力臂不變時，彈簧測力計傾斜，動力臂變小，動力變大．

解答 解：
（1）當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂等于支點到力的作用線的距離，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來；
（2）設每個鉤碼重為G，杠桿每格長度為L，由杠桿平衡條件得：4G×3L=nG×2L，則n=6；
（3）“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實驗過程中沒有改變動力或阻力的方向，故選項B正確；
（4）圖中鉤碼的重力為G=mg=4×0.05kg×10N/kg=2N，杠桿平衡的條件：F₁L₁=F₂L₂可知，彈簧測力計的示數為：F=$\frac{2N×3L}{2L}$=3N；
由圖示可知，當彈簧測力計逐漸向右傾斜時，彈簧測力計拉力F的力臂L_C變小，F_A=4G，L_A=3L保持不變，由杠桿平衡條件：F_AL_A=FL_C，可知彈簧測力計的拉力變大．
故答案為：（1）力臂；（2）6；（3）B；（4）3；變大； 彈簧秤拉力的力臂變小．

點評 （1）利用杠桿平衡條件，可以求出力或力臂大小，也可以判斷杠桿是否平衡，或杠桿的哪端下沉等，杠桿平衡條件應用很廣泛；
（2）當杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變�。�