Question

如圖示，某小組研究“杠桿的平衡條件”，器材：有刻度的杠桿、若干個相同的鉤碼、彈簧測力計等，O為杠桿的支點。

①實驗前，應先調節杠桿在        位置平衡。這樣做，除了可以消除自身的重力影響，還可以方便地測量或讀出         。調節時，如發現杠桿左端偏高，應如何操作:                           。

②某實驗小組記錄兩組數據如下：                                  

實驗序號	動力F1/N	動力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
1	2	20	1	10
2	1	8	2	4

根據分析，這組數據中，實驗序號為        （選填：“1”或“2”）的一組肯定有錯誤。檢查發現是測量動力臂時讀錯了，動力臂的實際值比記錄值         （選填：大或小）。

③如圖所示，彈簧測力計在C處由豎直向上逐漸向右傾斜拉動杠桿，仍使杠桿在水平位置保持平衡，則彈簧測力計的示數將            （選填：“變大”、“變小”或“保持不變”），其原因是                           。

④某次實驗中，若采取如圖所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能在水平位置保持平衡(杠桿上每格等距)，但老師卻往往提醒大家不要采用這種方式，這主要是以下哪種原因      （選填字母）。

A．一個人無法獨立操作     B．需要使用太多的鉤碼

C．力臂與杠桿不重合       D．力和力臂數目過多

⑤如圖所示，實驗小組選用長1.6m、粗細均勻的一只金屬桿，繞O點在豎直平面內自由轉動，同時將一個“拉力——位移傳感器”豎直作用在桿上，并使杠桿在水平位置始終保持平衡。該傳感器顯示其拉力F與作用點到O點距離x的變化關系如圖15所示。由圖可知金屬桿重            N。

 

Answer 1

【答案】

①水平，力臂，將平衡螺母向左調 ②1，小 ③變大，拉力力臂變小④D  ⑤10

【解析】（1）①因為杠桿的重力對杠桿平衡產生的影響，實驗前，應首先進行杠桿平衡調節．當杠桿處于水平平衡時，作用在杠桿上的動力和阻力--鉤碼的重力--的方向恰好與杠桿垂直，這時力的力臂就可以從杠桿上的刻度直接讀出．因此，調節杠桿的水平平衡是為了便于測量力臂的大小．如發現杠桿左端偏高，說明杠桿重心位置偏右，向左調節杠桿左側平衡螺母或向左調節杠桿右側平衡螺母．

②比較A、B、D可得，它們的動力臂逐漸變長，而彈簧測力計的示數卻逐漸變小，故阻力、阻力臂一定時，動力隨動力臂增大而減小．

③分析A、B、C、D三個圖中動力與動力方向的關系不難看出，隨著動力與圖中所示杠桿間的角度的變大，動力臂變大，動力變小，即θ夾角越小，動力越大．

④杠桿平衡后，右邊有一個力與力臂的乘積，而左邊有三個力與力臂的乘積，共有四個力與力臂的乘積，數目過多，計算不便．

（2）粗細均勻的金屬桿長為1.6m，則其重心在0.8m處，此處動力臂等于阻力臂，由杠桿平衡條件可知，拉力的大小即為金屬桿的重，故重力為10N．