Question

小風做“探究杠桿的平衡條件”這個實驗，他在實驗中選擇了一根50cm長的杠桿，杠桿上每一小格的長度為5cm．調節平衡螺母，使杠桿在______平衡，此時杠桿重力的力臂為______．試驗臺上總共只有6個相同的鉤碼，小風在杠桿左邊第二格上掛了3個鉤碼（如圖所示），若想使杠桿平衡，可能的方法是在______．（填一種方法即可）
（1）在沒有掛鉤碼時杠桿的平衡位置如圖（甲）所示．為使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿左端螺母向______邊旋一些（選填“左“或“右”）．
（2）調好后，第一組按圖（乙）進行實驗，第二組按圖（丙）進行實驗．你認為第______組實驗更好，理由是______．

Answer 1

解：力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來；杠桿重心在支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；
假設每個鉤碼重1N，則圖示的杠桿左動力與動力臂乘積為：3N×10cm=30N?cm，則右邊必須滿足阻力乘以力臂也為30N?cm，杠桿才平衡；其方案有：
①當掛2個鉤碼時，阻力=2N，阻力臂=15cm，距支點3個小格，C點符合要求；
②當掛3個鉤碼時，阻力=3N，阻力臂=10cm，距支點2個小格，B點符合要求．
（1）為使杠桿在水平位置平衡，需要使杠桿重心右移，應將平衡螺母向右調節；
（2）力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，因此第二組實驗設計的好，此時彈簧測力計的拉力與杠桿垂直，便于測量力臂．
故答案為：水平；0；C點掛2個鉤碼；（1）右；（2）二；便于測量力臂．
分析：選取杠桿的水平平衡狀態下進行實驗，因為鉤碼的拉力方向豎直向下，作用點在杠桿上，支點到力的作用點距離等于力臂；此時杠桿的重心在支點上，杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響；利用杠桿的平衡條件選擇不同的方法．
（1）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂；杠桿左端低右端高，說明杠桿的重心在支點左側，調節平衡螺母應使杠桿重心右移，這一調節過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響；
（2）探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，此時力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來．
點評：此題是探究杠桿平衡條件的應用，要會調節杠桿，知道保持杠桿在水平位置平衡是為了便于測量力臂．